核融合炉内複雑環境におけるトリチウム蓄積挙動の実験的研究

2011 年度 研究成果報告書

• 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: 19055003
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 上田 良夫 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30193816)
• 研究分担者: 日野 友明 北海道大学, 工学研究科, 教授 (30109491) ; 大野 哲靖 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) ; 仲野 友英 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門, 副主任研究員 (50354593) ; 田辺 哲朗 九州大学, 総合理工学研究科, 教授 (00029331) ; 永田 晋二 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (40208012) ; 正木 圭 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門, 研究職 (10354648)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2011
• 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

研究概要

核融合炉内のトリチウム蓄積挙動の解明、及び除去方法の開発のため、複数イオン同時照射下における水素同位体蓄積・透過挙動、照射損傷が水素同位体蓄積に与える影響、ダストの発生と水素同位体吸蔵、実機での壁材料の損耗・堆積・水素吸蔵に与える影響、及び再堆積層中の水素同位体除去、に関しての研究を行ない、多くの有用な結果を得た。

研究成果

• [雑誌論文] Ion-driven permeation of deuterium through tungsten under simultaneous helium and deuterium irradiation (2011)
  • 著者名/発表者名: H.T. Lee, H. Tanaka, Y. Ohtsuka, Y. Ueda
  • 雑誌名: Journal of Nuclear Materials 巻: 415 ページ: S696-S700
  • URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022311510008457
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ion-driven permeation of deuterium in tungsten by deuterium and carbon-mixed ion irradiation (2011)
  • 著者名/発表者名: H Y Peng, H T Lee, Y Ohtsuka and Y Ueda
  • 雑誌名: Physica Scripta 巻: T145 ページ: 014046(4)
  • URL: http://iopscience.iop.org/1402-4896/2011/T145/014046
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of carbon impurity on deuterium retention in VPS-tungsten coatings exposed to JT-60U divertor plasmas (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Fukumoto, T. Nakano, K. Itami, T. Wada, Y. Ueda, T. Tanabe
  • 雑誌名: Journal of Nuclear Materials 巻: 415 ページ: S705-S708
  • URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022311511000067
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrogen isotope retention and desorption for tungsten during glow discharges (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamauchi, Y. Kimura, Y. Kosaka, Y. Nobuta, T. Hino, K. Nishimura and Y. Ueda
  • 雑誌名: Fusion Science and Technology 巻: 60 ページ: 1475-1478
  • URL: http://www.new.ans.org/pubs/journals/fst/a_12710
  • 査読あり
• [雑誌論文] Construction of fuel retention model for full carbon devices (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Yoshida, T. Tanabe, T. Hayashi, H. Nakano, K. Masaki and K. Itami
  • 雑誌名: Physica Scripta 巻: T145 ページ: 014023(5)
  • URL: http://iopscience.iop.org/1402-4896/2011/T145/014023
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deuterium recombination coefficients on tungsten exposed to RF plasma (2011)
  • 著者名/発表者名: I. Takagi, R. Imade, Y. Ikegami, M. Akiyoshi, K. Moritani, T. Sasaki, H. Moriyama
  • 雑誌名: Journal of Nuclear Materials 巻: 417 ページ: 564-567
  • URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022311510009372
  • 査読あり
• [雑誌論文] Removal of the deposition on JT-60 tile by nano-sec pulsed-laser irradiation (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Sugiyama, Y. Sakawa, T. Tanabe, D. Watanabe, T. Shibahara, K. Masaki
  • 雑誌名: J. Nucl.Mater 巻: 405 ページ: 70-73
  • URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022311510003478
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self-Affine Fractality of Bifurcating Arc Trail in Magnetized Plasma (2010)
  • 著者名/発表者名: S. KAJITA, N. OHNO, Y. TSUJI, H. TANAKA, S. TAKAMURA
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 79(5) ページ: 054501(7)
  • URL: http://jpsj.ipap.jp/link?JPSJ/79/054501/
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ion irradiation effects on the optical properties of tungsten oxide films (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Nagata, H. Fujita, A. Inouye, S. Yamamoto, B. Tsuchiya, T. Shikama
  • 雑誌名: NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS 巻: B268 (19) ページ: 3151-3154
  • URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168583X10005264
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation process of tungsten nanostructure by the exposure to helium plasma under fusion relevant plasma conditions (2009)
  • 著者名/発表者名: Shin Kajita, Wataru Sakaguchi, Noriyasu Ohno, Naoaki Yoshida, Tsubasa Saeki
  • 雑誌名: Nucl. Fusion 巻: 49 ページ: 095005(6)
  • URL: http://iopscience.iop.org/0029-5515/49/9/095005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Radiation process of carbon ions in JT-60U detached divertor plasmas (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Nakano, H. Kubo, N. Asakura, K. Shimizu, H. Kawashima, S. Higashijima
  • 雑誌名: Journal of Nuclear Materials 巻: 390-391 ページ: 255-258
  • URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022311509001081
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tungsten Accumulation in H-Mode Plasmas of JT-60U (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Nakano, N. Asakura, H. Kubo, J. Yanagibayashi, Y. Ueda
  • 雑誌名: Nuclear Fusion 巻: 49 ページ: 115024
  • URL: http://iopscience.iop.org/0029-5515/49/11/115024
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrogen isotope retention in the outboard first wall tiles of JT-60U (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Yoshida, T. Tanabe, Y. Nobuta, T. Hayashi, K. Masaki and M. Sato
  • 雑誌名: Journal of Nuclear Materials 巻: 390-391 ページ: 635-638
  • URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022311509001974
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simultaneous irradiation effects of hydrogen and helium ions on tungsten (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Ueda, M. Fukumoto, J. Yoshida, Y. Ohtsuka, R. Akiyoshi, H. Iwakiri, N. Yoshida
  • 雑誌名: Journal of Nuclear Materials 巻: 386-388 ページ: 725-728
  • URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022311508009690
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deuterium trapping in tungsten damaged by high-energy hydrogen ion irradiation (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Fukumoto, H. Kashiwagi, Y. Ohtsuka, Y. Ueda, M. Taniguchi, T. Inoue, K. Sakamoto, J.Yagyu, T. Arai, I. Takagi, T.Kawamura
  • 雑誌名: Journal of Nuclear Materials 巻: 390-391 ページ: 572-575
  • URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022311509001822
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prompt ignition of a unipolar arc on helium irradiated tungsten (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Kajita, S. Takamura, N. Ohno
  • 雑誌名: Nuclear Fusion 巻: 49 ページ: 032002(4)
  • URL: http://iopscience.iop.org/0029-5515/49/3/032002/
  • 査読あり
• [雑誌論文] Volume recombination of C^<4+> in detached divertor plasmas of JT-60U (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Nakano, H. Kubo, N. Asakura, et al. (8人)
  • 雑誌名: Nucl. Fusion 巻: 47 ページ: 1458-1467
  • URL: http://iopscience.iop.org/0029-5515/47/11/007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sub-ms Laser Pulse Irradiation on Tungsten Target Damaged by Exposure to Helium Plasma (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Kajita, S. Takamura, N. Ohno, D. Nishijima, H. Iwakiri, N. Yoshida
  • 雑誌名: Nuclear Fusion 巻: 47 ページ: 1358-1366
  • URL: http://iopscience.iop.org/0029-5515/47/9/038
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrogen Retention and Carbon Deposition in Plasma Facing Wall and Shadowed Area of JT-60U (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Masaki, T. Tanabe, Y. Hirohata, Y. Oya, T. Shibahara, et al. (10人)
  • 雑誌名: Nuclear Fusion 巻: 47 ページ: 1577-1582
  • URL: http://iopscience.iop.org/0029-5515/47/11/020
  • 査読あり
• [学会発表] LHDにおける受熱板熱負荷軽減運転 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大野哲靖
  • 学会等名: Plasma Conference 2011
  • 発表場所: 石川県立音楽堂(招待講演)
  • 年月日: 2011-11-24
• [学会発表] Helium Effects on Tungsten Surface Morphology and Deuterium Retention (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Ueda
  • 学会等名: 15th International Conference on Fusion Reactor Materials
  • 発表場所: Charleston (USA)(招待講演)
  • 年月日: 2011-10-18
• [学会発表] Deuterium Permeation in Tungsten by Mixed Ion Irradiation (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Ueda
  • 学会等名: 10th International Symposium on Fusion Nuclear Technology
  • 発表場所: Portland(USA)(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-12
• [学会発表] Recent Progress of Tungsten R&D for Fusion Application in Japan (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Ueda
  • 学会等名: 13th International Workshop on Plasma-Facing Materials and Components for Fusion Applications
  • 発表場所: Rosenheim (Germany)(招待講演)
  • 年月日: 2011-05-11
• [学会発表] TEXTORトカマク装置における高Z材テストリミター実験 (2010)
  • 著者名/発表者名: 上田良夫
  • 学会等名: プラズマ・核融合学会 第27回年会
  • 発表場所: 北海道大学(招待講演)
  • 年月日: 2010-12-03
• [学会発表] Tungsten transport and accumulation in JT-60U (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Nakano
  • 学会等名: 19^<th> international conference on plasma-surface interactions in controlled fusion devices (PSI-19)
  • 発表場所: San-Diego (USA)(招待講演)
  • 年月日: 2010-05-27
• [学会発表] Overview of recent erosion-deposition and hydrogen retention studies in JT-60U (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Tanabe
  • 学会等名: 12th International Workshop on Plasma-Facing Materials and Components for Fusion Applications
  • 発表場所: Juelich(Germany)(招待講演)
  • 年月日: 2009-05-13
• [学会発表] Balance of ionization and recombination of carbon ions in high density peripheral plasmas of the JT-60U tokamak (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Nakano
  • 学会等名: The 6th International Conference on Atomic and Molecular Data and their Applications
  • 発表場所: Beijing (China)(招待講演)
  • 年月日: 2008-10-30
• [学会発表] 直線型ダイバータ模擬装置における素過程の解明 (2008)
  • 著者名/発表者名: 大野哲靖
  • 学会等名: 日本物理学会2008年秋季大会
  • 発表場所: 岩手大学(招待講演)
  • 年月日: 2008-09-22
• [学会発表] Effects of tungsten surface conditions on carbon deposition (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Ueda
  • 学会等名: 18th Plasma Surface Interaction Conference (PSI2008)
  • 発表場所: Toledo(Spain)(招待講演)
  • 年月日: 2008-05-27