2016 Fiscal Year Annual Research Report
Pulsed plasma heat flow to tungsten material surface and its effect on melting and evaporation
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26420855
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| Research Institution | Aichi Institute of Technology |
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Principal Investigator |
高村 秀一 愛知工業大学, 工学部, 教授 (40023254)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上杉 喜彦 金沢大学, 電子情報学系, 教授 (90213339)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | プラズマ・核融合 / ダイバータ / タングステン / 希ガス / 高融点添加物 / プラズマ運動量注入 / ナノ皺構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1) プラズマ発生装置AIT-PIDの金沢大における整備：陰極部の真空保持と熱除去の効率化のために、陰極電流導入端子の電流容量増大と陰極給電のための電極の改善を図った。電極にロウ付けされたパイプを用いた、直接空冷あるいは冷却水の循環による熱除去効率の向上を得る目途が立った。
(2) プラズマ‐表面相互作用に伴う対向壁へのプラズマ運動量の注入：理論解析を京都で開かれたPET国際ワークショップで発表すると共に、ジャーナルContributions to Plasma Physics への論文として公表した。
(3) 高融点金属への希ガスプラズマ照射効果：ダイバータ表面には熱負荷のみではなく、新たな損傷前駆過程がある、希ガスプラズマによる高融点金属表面における皺構造の出現を見出し、発生原因として座屈モデルを提案した。議論を深めるべく、１０月に開催のIAEA-FEC2016のpost-dead line論文として国内推薦を受け提出された。更にジャーナルに投稿すべく論文としてまとめた。この中で、皺構造の出現は重水素でも認められるようであることを指摘している。
(4) ヘリウムプラズマ照射によるナノ構造形成：
・高温でナノ構造が保持され、アニール消失しないことが応用的には重要であり、添加された高融点の元素や化合物のピン留め効果により高温での消失に緩和傾向があることが判明した。 ・ナノ構造形成機構解明に実験手法として重要な「粒子束勾配法」に関して、核融合研の河村博士が数値シミュレーション解析を行い、共同研究成果としてPSI国際会議に発表すると共にNuclear Materials and Energy の論文として印刷中である。 ・タングステン等の高融点金属以外への照射材料として、単結晶シリコンを選び、黒色化シリコンを得た。太陽電電池への応用を鑑みて、応用物理学会欧文誌として公表された。
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[Presentation] Microwrinkle Structures on Refractory Metal Surfaces irradiated by Noble Gass Plasmas2016
Author(s)
S. Takamura, Y. Uesugi, M. Yajima, A.M. Ito, T. Kobayashi, S. Maenaka, K. Yamada, K. Fujita
Organizer
IAEA-FEC 2016, PDP-7
Place of Presentation
Kyoto International Conference Center, Kyoto, Japan
Year and Date
2016-10-17 – 2016-10-22
Int'l Joint Research
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