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核融合周辺プラズマにおけるアーク現象と共堆積膜中への水素同位体吸蔵に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 25289336
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 核融合学
研究機関金沢大学

研究代表者

上杉 喜彦  金沢大学, 電子情報学系, 教授 (90213339)

研究分担者 田中 康規  金沢大学, 理工研究域・電子情報学系, 教授 (90303263)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2015年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2014年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2013年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
キーワードトリチウム吸蔵制御 / 不純物堆積膜 / 核融合周辺プラズマ / 反応性プラズマ / 不純物制御 / 水素同位体吸蔵 / 水素化炭素膜 / 窒素スカベンジャー / プラズマー壁相互作用 / リモートプラズマ / 水素金属不純物共体積 / 核融合 / 窒素スカベンジャー効果 / プラズマ-壁相互作用 / 低温周辺プラズマ / 周辺プラズマ / 低温反応性プラズマ / ダイバータ / トカマク型核融合炉 / トリチウム
研究成果の概要

将来の磁場閉じ込め熱核融合炉においてトリチウムの炉内吸蔵の抑制手法の開発を目的として、グラファイト材と周辺プラズマ中への窒素ガス導入による炭素堆積膜中へのトリチウム吸蔵抑制に関する研究を行い、以下の結果を得た。(1)水素または重水素プラズマ中にメタンまたは重水素化ベンゼンを導入し、H(D)/Cが混合した低温プラズマ中に窒素ガスを導入することで水素化炭素膜成長が顕著に抑制されることを見いだした。(2)窒素ガス導入による水素化炭素膜成長の抑制は、化学反応系がCHxなどの凝集性炭化水素系分子からHCNやNH3などの揮発性分子生成系へと変わる事が主たる要因である。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] エネルギー研究センター(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Suppression of hydrogenated carbon film deposition and hydrogen isotope retention by nitrogen addition into cold remote H/D and CH4 mixture plasmas2015

    • 著者名/発表者名
      K. Iida, A. Sasaki, M. Notani, Y. Uesugi, Y. Tanaka, T. Ishijima
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Materials

      巻: 463 ページ: 693-696

    • DOI

      10.1016/j.jnucmat.2015.01.017

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 双方向性トリガーダイオードを用い生成した低気圧円筒形誘電体バリア放電動作特性解析2015

    • 著者名/発表者名
      平良優介、上杉喜彦、田中康規、石島達夫
    • 雑誌名

      電気学会論文誌A

      巻: 135 ページ: 182-188

    • NAID

      130004869444

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] レーザー誘起ブレイクダウン分光法による堆積膜組成のその場分析2016

    • 著者名/発表者名
      山崎嵩朗、加藤拓郎、上杉喜彦、田中康規、石島達夫、西島大輔
    • 学会等名
      第11回核融合エネルギー連合講演会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス
    • 年月日
      2016-07-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 水素/炭素混合プラズマへの窒素添加による堆積膜成長および水素同位体吸2016

    • 著者名/発表者名
      加藤拓郎、山崎嵩朗、上杉喜彦、田中康規、石島達夫
    • 学会等名
      第11回核融合エネルギー連合講演会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス
    • 年月日
      2016-07-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Study of Nitrogen Scavenger Effects on Hydrogenated Carbon Film Deposition and Hydrogen Isotope Absorption in the Remote Fusion Plasmas2016

    • 著者名/発表者名
      T. Takaaki Yamazaki, Y. Uesugi, T. Kato, Y. Tanaka, T. Ishijima, D. Nishijima
    • 学会等名
      International Conference of Plasma Surface Interactions in Controlled Fusion Devices
    • 発表場所
      Rome
    • 年月日
      2016-05-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] レーザー誘起ブレイクダウン分光法(LIBS)を用いた重水素化炭素堆積膜の組成評価および水素同位体吸蔵量の計測2015

    • 著者名/発表者名
      山崎嵩朗、加藤拓郎、上杉喜彦、田中康規、石島達夫、西島大輔
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第32回年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2015-11-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 低温水素/炭素混合プラズマへの窒素添加による堆積膜成長および水素同位体吸蔵の抑制2015

    • 著者名/発表者名
      加藤拓郎、山崎嵩朗、水上 愛、上杉喜彦、田中康規、石島達夫
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会第32回 年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2015-11-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 重水素 / 炭素混合プラズマへの窒素添加による炭素膜成長と重水素吸蔵の抑制2015

    • 著者名/発表者名
      加藤拓郎、山崎嵩朗、水上 愛、上杉喜彦、田中康規、石島達夫
    • 学会等名
      電気学会基礎・材料・共通部門大会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2015-09-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 窒素添加による重水素化炭素膜中の重水素吸蔵抑制2014

    • 著者名/発表者名
      飯田和也,野谷昌弘,上杉 喜 彦,田中 康規,石島 達夫
    • 学会等名
      Plasma Conference 2014
    • 発表場所
      新潟市
    • 年月日
      2014-11-18 – 2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 非平衡極限プラズマ:高速スイッチング機能を有するSIDACを用いて生成される誘電体バリア放電の動的挙動の解析2014

    • 著者名/発表者名
      上杉喜彦,平良優介,田中康規,石島達夫
    • 学会等名
      Plasma Conference 2014
    • 発表場所
      新潟市
    • 年月日
      2014-11-18 – 2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 重水素化ベンゼンC6D6を用いた重水素プラズマ中への炭素不純物供給実験2014

    • 著者名/発表者名
      野谷昌弘,飯田和也,上杉 喜 彦,田中 康規,石島 達夫
    • 学会等名
      Plasma Conference 2014
    • 発表場所
      新潟市
    • 年月日
      2014-11-18 – 2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 窒素添加による炭素堆積膜中の水素同位体吸蔵量抑制に対する窒素量依存性2014

    • 著者名/発表者名
      飯田和也、野谷昌弘、上杉喜彦、田中康規、石島達夫
    • 学会等名
      第10回 核融合エネルギー連合講演会
    • 発表場所
      つくば市
    • 年月日
      2014-06-19 – 2014-06-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Suppression of hydrogenated carbon film deposition and hydrogen isotope retention by nitrogen addition into cold remote H/D and CH4 mixture plasmas2014

    • 著者名/発表者名
      K. Iida, M. Notani, Y. Uesugi, Y. Tanaka, T. Ishijima
    • 学会等名
      21th International Conference on Plasma Surface Interactions 2014(PSI2014)
    • 発表場所
      金沢市
    • 年月日
      2014-05-26 – 2014-05-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 窒素/炭素を含む低温反応性プラズマを用いた水素同位体吸蔵の制御2014

    • 著者名/発表者名
      上杉喜彦
    • 学会等名
      プラズマ流の基礎と応用に関する研究会
    • 発表場所
      東北大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 水素化炭素膜堆積後の希ガスプラズマによる水素脱離実験2014

    • 著者名/発表者名
      野谷昌弘、佐々木彩、飯田和也、上杉喜彦、田中康規、石島達夫、増崎貴
    • 学会等名
      平成26年電気学会全国大会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 水素化炭素膜へのアルゴン窒素混合プラズマ照射時の気相・表面反応の検討2014

    • 著者名/発表者名
      飯田和也、野谷昌弘、佐々木彩、上杉喜彦、田中康規、石島達夫、増崎貴
    • 学会等名
      平成26年電気学会全国大会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 低温水素・炭素・窒素混合プラズマ系における炭素膜堆積と水素同位体吸蔵制御について2013

    • 著者名/発表者名
      上杉喜彦
    • 学会等名
      第29回九州・山口プラズマ研究会
    • 発表場所
      クレドホテル臼杵
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Study on Erosion Processes of Hot Molten Cathode in the Stabilized Arc Plasmas2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Uesugi, T. Ito, N. Takata, Y. Tanaka, T. Ishijima, Y. Yamaguchi
    • 学会等名
      9th Asia Plasma and Fusion Association Conference
    • 発表場所
      Hilton hotel, Gyeongju, Korea
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Effects of nitrogen injection on carbon film growth in low temperature hydrogen or deuterium plasmas with methane2013

    • 著者名/発表者名
      A. Sasaki, K. Iida, M. Notani, Y. Uesugi, Y. Tanaka, T. Ishijima, S. Masuzaki
    • 学会等名
      9th Asia Plasma and Fusion Association Conference
    • 発表場所
      Hilton hotel, Gyeongju, Korea
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] メタンを含んだ低温水素 / 重水素プラズマ中における炭素膜生 成に窒素が及ぼす影響2013

    • 著者名/発表者名
      佐々木彩、飯田和也、野谷昌弘、上杉喜彦、田中康規、石島達夫、増崎貴
    • 学会等名
      第3回プラズマ・核融合学会年会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Study on Erosion Processes of Hot Molten Cathode in the Stabilized Arc Plasmas2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Uesugi
    • 学会等名
      Japan-Korea Workshop on Anomalies in Plasma Science and Plasma Diagnostics
    • 発表場所
      Dong-A University, Busan, Korea
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2013-05-21   更新日: 2022-01-27  

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