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プラズマ状態トリチウムの透過並びに生成不純物の挙動に関する実験的研究

研究課題

研究課題/領域番号 63050018
研究種目

核融合特別研究

配分区分補助金
研究機関東京工業大学

研究代表者

岡本 眞實  東京工業大学, 原子炉工学研究所, 教授 (40016853)

研究分担者 庄司 多津男  名古屋大学, プラズマ研究所, 助手 (50115581)
飯島 嘉明  東北大学, 工学部, 助手 (70005411)
藤家 洋一  東京工業大学, 原子炉工学研究所, 教授 (10028996)
藤井 靖彦  東京工業大学, 原子炉工学研究所, 助教授 (20016869)
小川 雅生  東京工業大学, 総合理工学研究科, 助教授 (60016863)
研究期間 (年度) 1988
研究課題ステータス 完了 (1988年度)
配分額 *注記
8,400千円 (直接経費: 8,400千円)
1988年度: 8,400千円 (直接経費: 8,400千円)
キーワード核融合炉材料 / トリチウム / プラズマ壁相互作用 / 炭素薄膜 / 水素透過 / Plasma Driven Permeation
研究概要

重水素・トリチウムと壁材料の相互作用は、核融合炉のプラズマ閉じ込め性能の向上のためにも、商業用核融合炉の経済性及び安全性の観点からも重要な因子である。本研究では先づプラズマ壁相互作用の中でも特異な性質として知られるプラズマ状水素の金属透過(プラズマドリブンパーシェーション)をステンレス綱や銅、鉄、ニッケル等の材料について実験し、透過のメカニズムを検討した。その結果、プラズマ誘起透過はプラズマ室内中性ガス圧の圧力によって大きく変化し、0.1Torr以上の圧力ではプラズマ中の中性分子の解離が透過現象を支配しており、それ以下の圧力領域では壁に入射する電子流により透過が生じるという全く新らしい現象が発見された。この透過においては水素の透過が入射する電子の量(電流)に関し2〜3乗、特異な場合は5乗に比例するという非線形効果が観測された。透過の過程ではプラズマ対向材料表面での電子による水素分子解離と金属内拡散及び材料裏面での水素原子再結合がそれぞれ主要な要因となっていることが解明された。次にトリチウム導入排気系をプラズマ透過実験装置に取り付け、実際にトリチウムを入れて、透過実験を行ない、基本的には重水素が透過する条件でトリチウムも透過することを確認した。ただトリチウムの透過量は重水素の約10分の1と少なく、この現象の解明は今後の課題である。なお本研究の結果から商業炉モデル「スターファイヤー」のトリチウム透過量を推定したところ1日2000〜20000キュリーの値を得た。
本研究では壁コーティイング炭素薄膜とプラズマの作用についても検討し、高圧グロー放電(1300V)では膜中水素とプラズマ中水素の交換が速く進行すること、プラズマ中にCH、C_2等の分子が生成すること等が分光分析によって確認された。

報告書

(1件)
  • 1988 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (6件)

  • [文献書誌] M.OKAMOTO.: FUSION TECHNOLOGY. 14. 689-690 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] M.OKAMOTO.: PROCEEDINGS OF IST JAPAN-US WORKSHOP ON ADVANCED CERAMICS FOR FUSION APPLICATION. 437-444 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] 岡本眞實: 第3回核融合連合会講演会予稿集. 322 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] MAKOTO OKAMOTO.: BULLETIN OF THE RESEARCH LABORATORY FOR NUCLEAR REACTORS. 13. 49-50 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] Y.FUJI.: JOURNAL OF NUCLEAR MATERIALS.

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] Y.FUJI.: JOURNAL OF NUCLEAR MATERIALS.

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書

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公開日: 1988-04-01   更新日: 2016-04-21  

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