| 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 |
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| 研究課題/領域番号 |
19055003
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
上田 良夫 大阪大学, 工学研究科, 教授 (30193816)
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| 研究分担者 |
日野 友明 北海道大学, 工学研究科, 教授 (30109491)
大野 哲晴 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (60203890)
高木 郁二 京都大学, 工学研究科, 教授 (20206717)
田辺 哲朗 九州大学, 総合理工学研究所, 教授 (00029331)
永田 晋二 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (40208012)
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| キーワード | 核融合炉 / トリチウム / プラズマ壁相互作用 / 照射損傷 / 材料混合 / スパッタリング / 再堆積 / トリチウム除去 |
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| 研究概要 |
複雑環境下での壁材料中のトリチウム蓄積・透過現象の解明では、ヘリウム・重水素、及び炭素・重水素の混合イオンビームをタングステンに照射して、重水素透過特性を調べた。ヘリウム添加では、透過量が最大1桁程度減少し、炭素添加では最大2桁程度増加した。これらの現象の温度依存性と炭素濃度依存性を系統的に調べ、表面混合層影響を検討した。ヘリウム添加では、ヘリウムバブルが結合した空洞の形成により、表面へなの重水素輸送が促進されること、炭素添加では、表面での重水素原子再結合が抑制されることが原因と考えられる。ヘリウムと重水素、あるいは窒素の混合プラズマをタングステンに照射し、ヘリウム誘起損傷の混合イオン照射影響を調べたが、明確な影響は見られなかった。中性子照射損傷がトリチウム蓄積に与える影響の解明では、高エネルギーイオンで照射損傷を与えたタングステンに重水素を蓄積させ、その除去の研究を行なった。等温焼鈍による重水素脱離特性を調べ、主な捕獲サイトが空孔であることを明らかにした。さらに、水素イオン追照射による同位体交換反応で、表面近傍の重水素が効果的に除去できることを明らかにした。JT-60Uトカマク装置での堆積層の形成、及びその重水素蓄積の研究では、堆積層中の重水素蓄積割合の温度依存性、及び膜厚依存性について明らかにし、核融合炉での重水素蓄積評価に資する結果を得た。さらに、タングステンの局所的な輸送と再堆積を詳細に調べ、ダイバータ領域では、磁力線を横切るドリフト輸送の効果が顕著であることが示された。さらに、タングステンのヘリウム誘起ナノ構造上の炭素堆積層の形成条件を調べ、平滑面に対して、3倍程度炭素濃度の低いプラズマで堆積が起こることを明らかにした。
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