D-T反応制御のための炉壁材料における水素同位体リサイクリングモデルの確立

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05558067
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 森田 健治 名古屋大学, 工学部, 教授 (10023144)
• 研究分担者: 荻原 徳男 日本原子力研究所, 核融合装置試験部, 副主任研究員 ; 西堂 雅博 日本原子力研究所, 核融合装置試験部, 主任研究員 ; 加藤 政彦 名古屋大学, 工学部, 助手 (70222429)
• キーワード: 水素同位体 / 水素リサイクリング / D-T反応 / 炉壁材料 / イオンビーム分析法 / 同位体効果 / 水素の捕捉 / 水素の再放出

研究概要

本研究の具体的な目的は、H-D同時照射におけるHとDの捕捉挙動、および照射後のHとDの再放出挙動をイオンビーム分析法を用いて測定し、D-T放電におけるリサイクリング・モデルをH-D同時照射に適用して実験データを解析し、その妥当性を確認することである。
初年度の平成5年度では、ます本研究遂行のための主要設備である差動排気用イオン銃を購入し、既設のものと組み合わせ超高真空チェンバーに設置した。これらの2台のイオン銃の動作特性を測定し、H-D同時照射してもチェンバー内の真空度が5x10^<-8>トル以下に保たれ、又2台のイオン銃のイオン電流が独立に変えられることが確認された。
これと平行して、H-D同時照射における捕捉と再放出のモデル化に重要なH^+イオン照射によるDの脱捕獲断面積、およびD^+イオン照射によるHの脱捕獲断面積の決定を行った。質量平行方程式を用いて解析し得られたH^+イオン衝撃によるDの脱捕獲断面積はD^+イオン衝撃によるHの脱捕獲断面積より大きいこと、つまり脱捕獲断面積に同位体差があることを明らかにした。
現在、黒鉛に室温でH^+とD^+を同時照射し、HおよびDの捕捉挙動の照射量依存のデータ取得中である。

研究成果

• [文献書誌] 森田健治: "Dymamic Behavior of Hydrogen Isotopes Implanted into Graphite studied by Means of Ion Beam Analysis Techniques" Memoirs.Facult.Eng.Nagoya Univ. 45. 57-104 (1993)
• [文献書誌] 近藤憲司: "Energy Dependence of Particle Reflection Coefficient of Ions from Solid Sulfaces in the Low Energy Regime below 200eV" Nucl.Instr.Meth.B78. 68-71 (1993)
• [文献書誌] 池田裕二: "Sputtering of Metal-Corbide Overlaid Graphite Induced by High Heat flux Plasma Irradiation at High Temperatures" J.Nucl.Mater. (in print). (1994)
• [文献書誌] 長谷部裕治: "Energy Dependence of Depth Profiles and Peak Concentrations of Hydrogen Implanted into Graphite." J.Nucl.Mater.(in print). (1994)
• [文献書誌] 土屋文: "Energy Dependence of MeV He^+ Ion-Induced Detrapping Cross-Section of Hydrogen Trapped in Graphite" Proc.Int.Conf.SIMS,Yokohama. (in print). (1994)