| 研究課題/領域番号 |
15560715
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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 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
上田 良夫 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (30193816)
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| 研究分担者 |
西川 雅弘 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50029287)
大塚 裕介 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (70294048)
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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2005
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| キーワード | タングステン / ブリスタリング / プラズマ対向材料 / MeV級負イオンビーム / 照射損傷 / 水素・炭素混合ビーム |
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| 研究概要 |
水素・炭素混合イオンビームをタングステン材料に照射し、タングステン中の水素挙動に与える影響を調べた。特に、水素がタングステン中に蓄積して生じるブリスタリングについて詳しく研究し、タングステン材料表面におけるタングステン・炭素の動的混合効果が水素の拡散・蓄積挙動に与える影響を調査した。また、核融合反応で生じるヘリウムや照射損傷の影響も調べた。
(1)水素・炭素混合ビーム照射によるタングステンブリスタの形成
水素・炭素混合ビーム中の炭素割合が約0.3%を越えると表面のタングステンがすべて炭素と結合してWCの表面層が形成され、この層が水素の脱離を抑制し、その結果水素がタングステン内部に蓄積してブリスタリングが発生しやすくなることを初めて示した。また、タングステン組織や試料温度がブリスタリングに与える影響についても明らかにした。
(2)タングステンへの水素・炭素・ヘリウム同時照射実験
水素・炭素混合ビームにさらにヘリウムイオンを混合して、ブリスタリングの発生状況や試料表面近傍における炭素の化学状態を調べた。その結果、0.1%程度とごくわずかのヘリウムを混合するだけで、ブリスタリングが抑制されることが明らかになり、ヘリウムのタングステン中の水素挙動に及ぼす影響は非常に大きいことが明らかになった。
(3)高エネルギーイオンビームによる照射損傷影響
700keVの水素負イオンビームをタングステンに照射して0.3-3.0dpaの照射損傷を与え、その後水素・炭素混合イオンビームを照射して、照射欠陥が水素の吸蔵やブリスタリングに与える影響を調べた。高エネルギーイオン未照射材では、直径10ミクロン以下のブリスタが多く発生したが、高エネルギーイオン照射材では、このようなブリスタはほとんど発生しなかった。
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