| 研究課題/領域番号 |
04452326
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
東 邦夫 京都大学, 工学部, 教授 (30026017)
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| 研究分担者 |
秦 和夫 京都大学, 工学部, 助教授 (70109023)
藤田 治之 京都大学, 工学部, 助手 (90026039)
図子 秀樹 京都大学, ヘリオトロン核融合研究センター, 助教授 (20127096)
高木 郁二 京都大学, 工学部, 助手 (20206717)
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| キーワード | 超透過 / プラズマ誘起透過 / ヘリオトロンE / リサンクリング / 放電洗浄 / 重水素 / プラズマ対向壁 / パルス運転 |
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| 研究概要 |
大型プラズマ実験装置であるヘリオトロンEの実験ポートに透過実験セルを設置し、ニッケル膜を透過プローブとして、放電洗浄のための重水素のECH定常プラズマにさらした。その結果、放電前に気相の重水素ガスにさらした時の、200倍以上もの重水素が試料中を透過するという、顕著なプラズマ誘起透過現象を観察することができた。ヘリウムプラズマによる放電洗浄中にも、重水素のプラズマ誘起透過が観察されたことから、真空容器内における重水素のリサイクリングが、非常に活発であることがわかった。
透過した重水素のフラックスは、入射した重水素の中性粒子フラックスの少なくとも数%に達しており、超透過が観察された。また、放電洗浄中に、透過フラックスが時間と共に緩やかに減少するという透過スパイクが観察された。これらの現象は、酸素などの不純物のリサイクリングが透過挙動に大きな影響を及ぼしたことを示している。
一方、小型のrfプラズマ実験装置と加速器とを用いて、プラズマ誘起透過中のニッケル試料表面近傍の重水素濃度を、ヘリウム3と重水素との核反応を利用してその場観察した。その結果、透過流量を決定づける重要なパラメータである拡散係数と再結合定数を、定常状態における測定値から求めることができた。
また、500k付近の高い温度においても、イオンビームが照射損傷を与える領域に重水素が捕捉される現象を観察した。従来いくつか提唱されてきた、捕捉される重水素の濃度を表すモデルを包括する、新しいモデルを提唱し、実験結果を解析した。その結果、捕捉現象は空孔や格子間原子などの照射欠陥に起因するものであることを示した。
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