| 研究課題/領域番号 |
16560724
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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 | 九州大学 |
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研究代表者 |
坂本 瑞樹 九州大学, 応用力学研究所, 助教授 (30235189)
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| 研究分担者 |
図子 秀樹 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (20127096)
吉田 直亮 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (00127317)
徳永 和俊 九州大学, 応用力学研究所, 助教授 (40227583)
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| 研究期間 (年度) |
2004 – 2006
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| キーワード | プラズマ / プラズマ・壁相互作用 / 水素リサイクリング / 壁排気 / 長時間放電 / 共堆積 |
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| 研究概要 |
本研究では、水素リサイクリングに着目し、多チャンネル可視分光システムの整備、実時間損耗堆積計測システムの開発、表面プローブシステムを用いた材料学的見地からの解析を行い、長時間プラズマ・壁相互作用に関する研究を進めた。
長時間放電時のHα線強度のトロイダル方向空間分布の密度依存性を取得し、リミター等のリサイクリング粒子源からの中性粒子減少の特徴的長さは線平均電子密度の-0.2乗の依存性でゆっくりと減少することを明らかにした。その結果を中性粒子輸送コードDEGASを用いて解析し、スクレイプオフ層及びプラズマ周辺部での中性粒子の輸送がHα線強度の空間分布形成に重要であることが明らかとなった。真空容器内の粒子バランスからプラズマ対向壁の水素吸蔵量の定量評価を行い、壁の温度と壁の水素吸蔵量との関係を明らかにした。低温壁(プラズマ対向壁温度が60℃以下)ではグローバルな壁飽和は起こらず、平均壁吸蔵速度は8.6×10^<16>Hm^<-2>s^<-1>であった。この値は、高温壁(プラズマ対向壁中の最高温度が約120℃)の場合に比べ約3倍高い値である。この壁の水素吸蔵は、リミターやダイバーター板に使用されているモリブデンがプラズマによりスパッタされ、そのスパッタされたモリブデンが水素と共堆積していると考えられる。そこで、光学的手法を用いて計測用窓へ堆積するモリブデン堆積層の厚さの計測を行い、長時間放電中のプラズマ対向面への堆積層の成長率を定量評価し、堆積層の成長とwall inventoryの時間変化によい相関があることを明らかにした。表面プローブシステムを用いた実験解析により、金属の共堆積層中には、炭素材に匹敵する水素が吸蔵され得ることを明らかにした。表面プローブを用いて評価したモリブデン堆積層の水素吸蔵率は、粒子バランスから評価した壁排気速度とよい相関があることを明らかにした。
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