2016 Fiscal Year Annual Research Report
Investigations of plasma with multi-phase matters produced by high heat flux pulsed plasmas and its heat mitigation effects
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26400535
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| Research Institution | University of Hyogo |
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Principal Investigator |
菊池 祐介 兵庫県立大学, 工学研究科, 准教授 (00433326)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
永田 正義 兵庫県立大学, 工学研究科, 教授 (00192237)
福本 直之 兵庫県立大学, 工学研究科, 准教授 (90275305)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | プラズマガン / パルス熱負荷 / 蒸気遮蔽効果 / ダイバータ / タングステン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成28年度も引き続き兵庫県立大学の磁化プラズマガン装置を用いて、ELM様パルスプラズマ生成と材料照射実験を行った。まず、8本の分岐光ファイバと可視分光器2台、マルチアノード光電子増倍管2個を用いた多チャンネル高速分光器を適用し、異なる発光線を同一視線同時に測定した。また、パルスプラズマ照射時の材料表面温度計測として、自作した高速2色パイロメータを適用した。次にITER第一壁に用いられるベリリウムがタングステン（W）上に堆積した状況を模擬するために、マグネトロンスパッタリング装置を用いてアルミニウム（Al)薄膜を堆積させたW試料を作製した。このAl薄膜コーティングW材にELM様パルスヘリウム（He）プラズマを照射した結果、Al中性原子線（Al I）が観測され、蒸気層が形成されていることがわかった。また、同一視線にてHeイオン線（He II）も測定したところ、プラズマ照射直後にAl Iは材料最表面にのみ発生していることが明らかとなった。その後、プラズマ圧力が低下するとともに、Al Iが強く発光した。さらに、He IIとAl I発光の時間発展を調べたところ、両者に逆相関の振舞いがあることが分かった。発光分光計測に加え、高速2色パイロメータによりAl薄膜コーティングW材の背面から温度計測を行ったところ、Al薄膜によりW材へ吸収される熱負荷が30%程度低減されることが分かった。このように、蒸気遮蔽効果と呼ばれる現象を定量的に評価することができた。
これらの成果は第22回PSI会議（イタリア・ローマ）における招待講演、ITPA meeting、プラズマ・核融合学会年会等にて発表した。
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Research Products
(8 results)
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[Presentation] Plasma-vapor mixed layer formation and its effects on energy transfer processes from ELM-like pulsed plasma heat loads to tungsten materials2016
Author(s)
Y. Kikuchi, I. Sakuma, W. Isono, T. Nakazono, M. Nakane, N. Fukumoto, M. Nagata, T.W. Morgan, K. Bystrov, K. Ibano, Y. Ueda
Organizer
22nd International Conference on Plasma Surface Interactions in Controlled Fusion Devices
Place of Presentation
ローマ（イタリア）
Year and Date
2016-05-30 – 2016-06-03
Int'l Joint Research / Invited
