| 研究課題/領域番号 |
12680488
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
核融合学
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| 研究機関 | 富山大学 |
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研究代表者 |
波多野 雄治 富山大学, 水素同位体科学研究センター, 助教授 (80218487)
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| 研究分担者 |
原 正憲 富山大学, 水素同位体科学研究センター, 助手 (00334714)
松山 政夫 富山大学, 水素同位体科学研究センター, 教授 (90135004)
渡辺 国昭 富山大学, 水素同位体科学研究センター, 教授 (50001326)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2001
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| キーワード | トリチウム / ゲッター / ジルコニウム合金 / 表面改質 / パラジウム / 耐久性 / 失活 / 被毒 |
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| 研究概要 |
核融合炉では、炉心から排出されるトリチウムを共存するHeや炭化水素、水蒸気等から安全に分離し再利用する必要がある。水素吸蔵合金にトリチウムを吸収させれば安全かつ効率的に不純物と分離できるが、共存する酸素や炭素の被毒効果による水素吸蔵合金の失活が問題となる。本研究ではZrNiをモデル材料として、高い耐久性を有する高機能表面を得るための表面改質法を探索した。
平成12年度はPdを無電解めっきすることにより表面改質を行った。試料を373〜573Kにおいて水蒸気やCO_2、O_2等を含むArガス気流に曝露し、水素吸収速度の変化を調べた。Pdめっきにより473K以上の温度領域で耐久性が著しく向上した。特に、573Kでは未処理試料が約2時間で完全に失活したのに対し、Pdめっき試料はほとんど失活しなかった。
平衡水素分圧の観点からはより低温で使用することが好ましく、13年度は低温で活性が維持できる表面改質法の開発に主眼を置いた。無電解めっきの場合には、被膜の密着性を高めるため一旦高温に加熱する必要があった、この際、拡散により表面にZrが現れたため、Zr酸化物の形成が低温で失活する原因だと考えた。そこで、13年度は清浄表面に直接被膜を形成できるスパッタ蒸着法を選択した。
ZrNi粉末を攪拌しながら、Ar中でPdをスパッタ蒸着した。水素吸収特性に及ぼす表面不純物の影響を明らかにするため、大気に曝露した試料の活性化特性を調べた。Pdを被積していない場合には、873K以上の温度で活性化しないと顕著な水素吸収を示さなかった。Pd被覆をほどこした場合には、吸着水の脱離温度程度(423K)での活性化で十分であった。この結果は安定な酸化膜が形成されないことを示しており、低温でも高い耐久性が期待される。
なお、設備備品として購入したマススペクトル分析装置は、Arガスおよび水素ガス中の不純物濃度測定に用いた。
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