| 研究課題/領域番号 |
17206092
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
田辺 哲朗 九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (00029331)
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| 研究分担者 |
大宅 薫 徳島大学, 工学部, 教授 (10108855)
廣畑 優子 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (00189896)
坂和 洋一 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助手 (70242881)
大矢 恭久 東京大学, アイソトープ総合センター, 助手 (80334291)
宮 直之 日本原子力研究開発機構, 那珂研究所, 室長 (60343901)
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| キーワード | プラズマ・壁相互作用 / プラズマ対向壁 / 炭素タイル / 損耗 / 蓄積 / 再堆積 / 水素リテンション / トリチウム |
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| 研究概要 |
日本原子力研究開発機構のプラズマ実験装置JT-60Uで重水素放電(DD放電)時に利用されたプラズマ対向炭素タイルでのプラズマ・壁相互作用を重点的に調べた。これまでに得られた結果は以下のようである。
(1)JT-60U内でD-D反応により生成された1MeVのトリチウム(T)の約半分は軌道損失およびリップル損失機構によりそのエネルギーを失うことなくタイル表面から1μm以上の深さに打ち込まれていた。特に第1壁水平位置、内外のダイバータ、内側バッフル板そしてドーム部に多く蓄積されていた。一方残りの半分はプラズマ温度まで熱化された後、プラズマ対向壁表面にいったんは蓄積されるものの、引き続く多量のDの入射により同位体置換されてしまう。このため、プラズマに面するタイル表面近傍にはトリチウムは存在していない。
(2)炭素再堆積層には作動ガスであるD(H)が多量に蓄積されており、その水素濃度は(H+D)/Cの原子比で0.03程度であった。この値は、これまでJETやTFTRで報告されている1.0〜0.4に比べて極めて小さい。これはJT-60Uが通常300℃で運転されており、放電中にタイル表面の温度がこれよりさらに上昇するからであると考えられる。
(3)ダイバータのポロイダル方向の再堆積・損耗分布を調べた結果、外側ダイバータに損耗(最大損耗深さ約70μm)され、内側ダイバータ部では炭素の再堆積層(最大230nm程度)が形成されていた。1997年から2002年に渡るJT-60Uダイバータ領域では内側ダイバータを中心に0.55kgの炭素が再堆積していたが、そのうち約60%は外側ダイバータ領域の損耗によるものであったので、残り約40%はその他の部分即ち第一壁のどこかが損耗していることが示唆された。この再堆積量0.55kgはJETに比べると非常に少ない。
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