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2009 年度 実績報告書

核融合炉ブランケット材料中のトリチウム-材料相互作用に関する研究

計画研究

研究領域核融合炉実現を目指したトリチウム研究の新展開
研究課題/領域番号 19055001
研究機関東京大学

研究代表者

寺井 隆幸  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (90175472)

研究分担者 鈴木 晶大  東京大学, 大学院・工学系研究科, 准教授 (80332188)
田中 照也  核融合科学研究所, 炉工学研究センター, 助教 (30353444)
星野 毅  日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門, 研究員 (80370469)
キーワードブランケット / トリチウム / 増殖材料 / 中性子照射 / コーティング
研究概要

核融合炉ブランケットにおいて安全かつ最適化されたブランケットシステムを構築するためには、トリチウム増殖材料中での移動メカニズムを解明する事が重要である。本計画研究では、近年特に注目されている液体トリチウム増殖材料を中心に、それらの内部、表面、及びその近傍におけるトリチウム挙動について学術的基盤を構築することを目的として5年間の計画を実施している。平成21年度は、各種トリチウム増殖候補材料におけるトリチウム及び水素同位体挙動の解明を引き続き進めた。液体金属増殖材料候補である液体リチウムについては、東京大学原子炉「弥生」のサーマルコラムにおいて、溶融状態で中性子照射を実施して内部にトリチウムを生成させ、純鉄壁を透過して放出されるトリチウムの漏えい速度係数の測定を行った。速度係数は水素及び重水素で行った試験から予測される濃度依存性とほぼ同様の結果を示し、同じメカニズムで漏えいしている事が確認された。液体金属増殖材料候補である溶融リチウム鉛合金については、平成22年度に放出試験を実施する準備として、照射用自然対流ループシステムに合金を装荷し、弥生炉のサーマルコラムにおいて低温状態での照射を実施した。配管や壁からのトリチウム漏えい速度を大幅に低減するためのセラミックコーティング試作と重水素透過試験研究については、重水素透過において透過の上流側と下流側に設置したコーティングによる透過抑制機構が異なる事を高精度に明らかにした。溶融塩増殖材料候補であるフッ化リチウムフッ化ベリリウム混合溶融塩(Flibe)については、電気化学法による純化と電気分解を実施し、Flibe中に含まれる非金属不純物挙動についての基礎的知見を得た。また、固体増殖材料については、リチウムタイタネートを対象とし、トリチウム放出に深く関わる酸化還元状態変化を模擬した試料の作成法の検討を引き続き進めた。

  • 研究成果

    (28件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (22件)

  • [雑誌論文] In-situ observation of hydrogen hot trapping from molten lithium with yttrium2009

    • 著者名/発表者名
      Juro YAGI, Akihiro SUZUKI, Takayuki Terai, Takeo MUROGA, Satoru Tanaka
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design 84

      ページ: 1993-1996

    • 査読あり
  • [雑誌論文] LiErO2 formation on Er2O3 in static and natural convection lithium2009

    • 著者名/発表者名
      Masaru Nagura, Akihiro Suzuki, Takeo Muroga, Takayuki Terai
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design 84

      ページ: 1384-1387

    • 査読あり
  • [雑誌論文] New synthesis method of advanced lithium titanate with Li4TiO4 additives for ITER-TBM2009

    • 著者名/発表者名
      T.Hoshino, K.Kato, Y.Natori, M.Nakamura, K.Sasaki, K.Hayashi, T.Terai, K.Tatenuma
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design 84

      ページ: 956-959

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Deuterium Permeation Behavior of Erbium Oxide Coating on Austenitic, Ferritic, and Ferritic/Martensitic Steels2009

    • 著者名/発表者名
      Takumi Chikada, Akihiro Suzuki, Zhenyu Yao, Denis Levchuk, Hans Maier, Takayuki Terai, Takeo Muroga
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design 84

      ページ: 590-592

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Oxygen on Corrosion of Erbium Oxide in Lithium2009

    • 著者名/発表者名
      Masaru Nagura, Akihiro Suzuki, Takeo Muroga, Takayuki Terai
    • 雑誌名

      Fusion Science and Techonlogy 56

      ページ: 841-845

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermal Influence on Erbium Oxide Coating for Tritium Permeation Barrier2009

    • 著者名/発表者名
      Takumi Chikada, Akihiro Suzuki, Tomohiro Kobayashi, Zhenyu Yao, Denis Levchuk, Hans Maier, Takayuki
    • 雑誌名

      Fusion Science and Technology 56

      ページ: 309-313

    • 査読あり
  • [学会発表] 動環境下における液体リチウム中窒素不純物の低減2010

    • 著者名/発表者名
      八木重郎、坂内貴美子、鈴木晶大、寺井隆幸、木村晴行、中村博雄、近藤浩夫、井田瑞穂、古川智弘、平川康
    • 学会等名
      日本原子力学会2010年春の年会
    • 発表場所
      水戸
    • 年月日
      20100326-20100328
  • [学会発表] 絶縁材料としてのLiErO2の物性と化学的安定性2010

    • 著者名/発表者名
      名倉勝、鈴木晶大、寺井隆幸
    • 学会等名
      日本原子力学会2010年春の年会
    • 発表場所
      水戸
    • 年月日
      20100326-20100328
  • [学会発表] RFスパッタリング法によるSiC薄膜の作製と水素透過挙動2010

    • 著者名/発表者名
      近田拓未、鈴木晶大、寺井隆幸
    • 学会等名
      日本原子力学会2010年春の年会
    • 発表場所
      水戸
    • 年月日
      20100326-20100328
  • [学会発表] Fabrication of Er2O3 coating by dip-coating method2010

    • 著者名/発表者名
      Dongxun Zhang, Teruya Tanaka, Takeo Muroga
    • 学会等名
      日本原子力学会2010年春の年会
    • 発表場所
      水戸
    • 年月日
      20100326-20100328
  • [学会発表] リチウムブランケット用絶縁コーティング材Er2O3の腐食メカニズムと防食方法2009

    • 著者名/発表者名
      名倉勝、鈴木晶大、寺井隆幸
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会第26回年会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20091201-20091204
  • [学会発表] トリチウム透過防止性セラミック薄膜の構造制御と水素透過挙動2009

    • 著者名/発表者名
      近田拓未、鈴木晶大、小林知洋、Hans Maier、寺井隆幸、室賀健夫
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会第26回年会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20091201-20091204
  • [学会発表] Microstructure Control and Hydrogen Permeation Properties of Erbium Oxide Coating2009

    • 著者名/発表者名
      近田拓未、鈴木晶大、寺井隆幸、小林知洋、Hans Maier、室賀健夫
    • 学会等名
      東京大学グローバルCOE「世界を先導する原子力教育研究イニシアチブ」創立二周年記念シンポジウム
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      20091126-20091127
  • [学会発表] Corrosion prevention of Er2O3 by O reduction in Li2009

    • 著者名/発表者名
      名倉勝、鈴木晶大、寺井隆幸
    • 学会等名
      東京大学グローバルCOE「世界を先導する原子力教育研究イニシアチブ」創立二周年記念シンポジウム
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      20091126-20091127
  • [学会発表] Tritium Concentration Measurement for Liquid Lithium with an Iron Permeation Wall2009

    • 著者名/発表者名
      八木重郎、鈴木晶大、寺井隆幸
    • 学会等名
      9th International Symposium on Fusion Nuclear Technology
    • 発表場所
      Dalian, China
    • 年月日
      20091011-20091016
  • [学会発表] 核融合炉燃料システムにおけるトリチウム透過量評価と透過防止技術の新展開-(11)透過現象を利用した液体ブランケット材中のトリチウム濃度測定2009

    • 著者名/発表者名
      八木重郎、鈴木晶大、寺井隆幸
    • 学会等名
      日本原子力学会2009年秋の大会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      20090916-20090918
  • [学会発表] 核融合炉燃料システムにおけるトリチウム透過量評価と透過防止技術の新展開-(6)水素・熱同時回収システムにおける水素透過抑制のための被覆開発-2009

    • 著者名/発表者名
      田中照也、菱沼良光、室賀健夫、近藤正聡、長坂琢也、相良明男、チャン・ドンシュン、渡邉崇、鈴木晶大
    • 学会等名
      日本原子力学会2009年秋の大会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      20090916-20090918
  • [学会発表] 核融合燃料システムにおけるトリチウム透過量評価と透過防止技術の新展開:(10)酸化エルビウム薄膜中の水素透過挙動研究2009

    • 著者名/発表者名
      近田拓未、鈴木晶大、小林知洋、Hans Maier、寺井隆幸、室賀健夫
    • 学会等名
      日本原子力学会2009年秋の大会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      20090916-20090918
  • [学会発表] Deuterium Permeation Mechanism in Erbium Oxide Coatings for Tritium Permeation Barrier2009

    • 著者名/発表者名
      Takumi Chikada, Akihiro Suzuki, Teruya Tanaka, Tomohiro Kobayashi, Hans Maier, Takayuki Terai, Takeo
    • 学会等名
      4th International Workshop on Tritium-Material Interactions
    • 発表場所
      Toyama, Japan
    • 年月日
      20090915-20090917
  • [学会発表] Development status of advanced tritium breeding material for ITER-TBM2009

    • 著者名/発表者名
      T.Hoshino, K.Kato, Y.Natori, F.Oikawa, M.Nakamura, K.Sasaki, A.Suzuki, T.Terai, K.Tatenuma
    • 学会等名
      15th International Workshop on Ceramic Breeder Blanket Interact
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 年月日
      20090906-20090911
  • [学会発表] Nitrogen contamination effect on hydrogen gettering of yttrium in liquid lithium2009

    • 著者名/発表者名
      八木重郎、鈴木晶大、寺井隆幸
    • 学会等名
      14th International Conference on Fusion Reactor Materials
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 年月日
      20090906-20090911
  • [学会発表] Electrical resistivity and hydrogen permeation of dip-coated Er2O3 on JLF-1 at high-temperature2009

    • 著者名/発表者名
      Dongxun Zhang, Teruya Tanaka, Takeo Muroga
    • 学会等名
      14th International Conference on Fusion Reactor Materials
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 年月日
      20090906-20090911
  • [学会発表] Microstructure Change and Deuterium Permeation Behavior of Erbium Oxide Coating2009

    • 著者名/発表者名
      近田拓未、鈴木晶大、小林知洋、Hans Maier、寺井隆幸
    • 学会等名
      14th International Conference on Fusion Reactor Materials
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 年月日
      20090906-20090911
  • [学会発表] Development of advanced tritium breeding material with added lithium for ITER-TBM2009

    • 著者名/発表者名
      T.Hoshino, K.Kato, Y.Natori, F.Oikawa, M.Nakamura, K.Sasaki, A.Suzuki, T.Terai, K.Tatenuma
    • 学会等名
      14th International Conference on Fusion Reactor Materials
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 年月日
      20090906-20090911
  • [学会発表] Corrosion Prevention of Er2O3 by O Reduction in Li2009

    • 著者名/発表者名
      名倉勝、鈴木晶大、寺井隆幸
    • 学会等名
      14th International Conference on Fusion Reactor Materials
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 年月日
      20090906-20090911
  • [学会発表] Long term lithium compatibility of erbium oxide coatings fabricated by arc source method2009

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Suzuki, Nasaru Nagura, Takumi Chikada, B.A.Pint, Freimut Koch, Hans Maier, Takayuki Terai
    • 学会等名
      14th International Conference on Fusion Reactor Materials
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 年月日
      20090906-20090911
  • [学会発表] Microstructure Control and Deuterium Permeability of Erbium Oxide Coating on Ferritic/Martensitic Steels by Metal Organic Decomposition Method2009

    • 著者名/発表者名
      Takumi Chikada, Akihiro Suzuki, Teruya Tanaka, Norikun Kin, Takayuki Terai, Takeo Muroga
    • 学会等名
      9th International Symposium on Fusion Nuclear Technology
    • 発表場所
      Dalian, China
    • 年月日
      20090000
  • [学会発表] Chemical stability of LiYO2 as an insulating material2009

    • 著者名/発表者名
      Masaru Nagura, Akihiro Suzuki, Takayuki Terai
    • 学会等名
      9th International Symposium on Fusion Nuclear Technology
    • 発表場所
      Dalian, China
    • 年月日
      20090000

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2014-09-01  

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