2013 Fiscal Year Research-status Report
核融合炉ブランケット用機能性薄膜の液体リチウム鉛中水素同位体透過機構の解明
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25820435
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Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
近田 拓未 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20614366)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | トリチウム / 透過 / リチウム鉛 / 薄膜 / 酸化エルビウム |
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| Research Abstract |
高効率、コンパクトな核融合炉の実現に有望な液体リチウム鉛ブランケットシステムにおいて、構造材料からのトリチウムの透過損失とリチウム鉛による配管の腐食はブランケット成立可否の鍵を握る致命的な問題である。本研究は、構造材料をトリチウム不透過性および耐食性の薄膜で被覆する技術を適用し、液体リチウム鉛を介した水素同位体透過挙動を調べることによって、液体ブランケット環境における機能性被覆中の水素同位体透過機構を解明することを目的としている。
本研究を進めるにあたり、まず、リチウム鉛を介した水素同位体透過装置を構築した。これまで気相中の透過を調べてきた透過試験装置の試料部を改造し、重水素導入側にリチウム鉛を導入できるようにした。また、試料の真空容器への接続はこれまで金属シール材を用いていたが、試料外周とステンレス管材を電子ビーム溶接することで液体金属中においても気密を保てるようにした。装置の動作確認は低放射化フェライト鋼基板を試料として用いて行った。リチウム鉛を充填しない状態で既知の透過データとの比較から測定結果の妥当性を確認した。次に、機能性被覆としてこれまで種々の透過機構が明らかになり、また高性能の水素透過低減性能が示されている酸化エルビウム薄膜試料を用いて、リチウム鉛の導入前後で透過挙動の変化が起こるか調べた。リチウム鉛導入後に透過速度が1.5倍程度に上昇する様子が見られ、リチウム鉛による腐食または透過障壁の変化が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成25年度の実施内容であるリチウム鉛を介した透過試験が可能な水素同位体透過試験装置を整備した。リチウム鉛未導入状態でこれまで得られている透過試験データに一致し、正常な動作が確認できたことに加えて、リチウム鉛を導入した酸化エルビウム薄膜試料の透過試験も実施され、当初の計画通りの成果が得られていると判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
酸化エルビウム被覆試料において長期間のリチウム鉛を介した水素同位体透過試験を実施し、被覆の腐食挙動を透過試験結果から解析する。さらに、酸化エルビウム被覆上に鉄薄膜を蒸着した複層膜試料について同様に透過挙動を調べ、防食膜の性能を試験温度および時間より定量的に調べる。
研究代表者の所属機関の変更があったが、装置の移設等によって対応可能であり、計画通りに研究が遂行できると考えられる。
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