核融合炉第一壁におけるトリチウムインベントリーの評価

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63055026
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 田辺 哲郎 大阪大学, 工学部, 助手 (00029331)
• Keywords: トリチウムインベントリー / 透過 / 拡散 / 金属障壁膜

Research Abstract

TFTRやCITに代表されるようにDT反応を行わせることが、日程に昇るようになってきた。しかし導入可能なトリチウム量が限られている場合が多い上、プラズマから漏れ出たトリチウムはほとんど壁に溜まってしまう可能性が非常に高いので、トリチウムインベントリーを正しく評価することが急務となってきている。また壁に入り込んだトリチウムは、壁を透過し冷却系などに入ってしまうので安全性の上からも壁に蓄積する量及び透過する量を見積もることが必要になってきている。プラズマ側から見ても、壁での水素のリサイクリングがプラズマ閉じ込めに著しい影響を与えることがわかるようになってはきたものの定量的な評価はまだ可能ではない。特にプラズマ状態の水素と材料との相互作用は、様々な因子に影響されるためどの様な素過程に現象が左右されているかを定めることすら難しい。
本研究ではまず比較的現象がわかりやすいイオン打ち込みされた水素について壁材料中へのトリチウムの蓄積と透過とを拡散モデルに従って評価することを試みた。その結果高温では従来報告されている再結合現象律速過程であるとするモデルによる予測値よりはるかに小さい値となり、核融合炉にとってむしろ望ましい結果になってはいる。しかし一方では核融合炉の中に存在する分子(ガス)による透過及び蓄積が、温度が高くなってくると無視できなくなり、むしろイオンによる寄与よりも大きくなる可能性が示された。つぎに水素の透過を抑制するため、金属障壁膜の導入について検討した。その結果酸化膜に比べると、その効果は小さいとはいえ、抑制量の評価が簡単で設計に供しやすいことが明らかにされた。但し障壁膜は水素の透過には効果があるが、リテンションを少なくすることは出来ないので、これを導入するのが良いのかどうかについては今後さらに検討を要する。

Research Products

• [Publications] TANABE,T.: Fusion Engineering and Design. 8&9. (1989)
• [Publications] TANABE,T.TAKEO,M.IMOTO,S.: J.Nuclear Materials. 163-165. (1988)