| 研究課題/領域番号 |
09308017
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
山脇 道夫 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (30011076)
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| 研究分担者 |
小原 祥裕 日本原子力研究所, 本部ITER業務推進室, 主任研究員
野田 健治 日本原子力研究所, 材料研究部, 主任研究員
小野 双葉 東京大学, 工学部, 助手 (00011198)
山口 憲司 東京大学, 工学部, 助教授 (50210357)
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| キーワード | 核融合炉材料 / 表面ナノ領域 / 仕事関数 / 高温蒸発挙動 / 雰囲気制御 / 不定比層 / 「その場」測定 |
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| 研究概要 |
本研究は、原子炉や核融合炉に代表される複合条件下での表面ナノ領域の、「その場的な」解明の要望に応えうる革新的新手法として、高温仕事関数測定法と雰囲気制御型クヌーセン質量分析法の併用システムを開発し、さらに本手法を適用することにより、表面効果が重要となる諸課題に対してミクロな機構論的解析を計ろうとするものである。
本年度は、まず、高温仕事関数測定装置について、ノイズの低減化、試料加熱温度の向上を図る改良を行うとともに、ガスクロマトグラフ計を配置することにより、スイ-プガス中の水素の定量を可能にした。一方、クヌーセン質量分析計については、雰囲気ガス導入系を改良し、2種類のガスの混合導入を可能にするとともに、クヌーセンセル回りの改良により測定可能温度の向上(>1500℃)を図ることができた。
セラミック増殖材(Li_2TiO_3、Li_2ZrO_3など)について、既設の高温仕事関数測定装置と雰囲気制御型クヌーセン質量分析計を併用することにより、水素や水蒸気を添加した時の、蒸発化学種や表面化学種の同定を行った。特にLi_2ZrO_3では、水素ガス導入の前後で高温蒸発挙動が有意に異なったものの、Li_2TiO_3ではそのような傾向は見られなかった。また、Li_2ZrO_3では、酸素ポテンシャルの急な変化に対して仕事関数変化も速やかに追随していた(「欠陥平衡型」)ものの、Li_2TiO_3では、仕事関数変化は非常にゆっくりであった(「吸着平衡型」)。これらの事実は、前者において表面ナノ領域不定比層の生成を示唆しているものと考えられた。
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