固体増殖材料中でのトリチウム素過程の解明およびプロセス過程との体系化

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20246131
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 核融合学
• 研究機関: 静岡大学
• 研究代表者: 奥野 健二 静岡大学, 理学部, 教授 (80293596)
• 研究分担者: 大矢 恭久 静岡大学, 理学部, 准教授 (80334291) ; 田中 知 東京大学, 工学研究科, 教授 (10114547) ; 小田 卓司 東京大学, 工学研究科, 助教 (40436556) ; 原 正憲 富山大学, 水素同位体科学研究センター, 准教授 (00334714) ; 高木 郁二 京都大学, 工学研究科, 教授 (20206717) ; 深田 智 九州大学, 総合理工学研究科, 教授 (50117230) ; 宗像 健三 秋田大学, 工学資源学研究科, 教授 (70264067) ; 谷川 尚 日本原子力研究開発機構, 研究員 (70370426)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2011
• キーワード: トリチウム / 固体増殖材料 / ブランケット / 照射欠陥 / 中性子照射 / 核融合

研究概要

本研究は核融合炉固体増殖材料中におけるトリチウム挙動のモデル化を達成するものである。中性子照射したLi2TiO3からのトリチウムは材料全体に分布するため、拡散律速で放出することが明らかとなった。また、トリチウムは照射欠陥による捕捉や水酸基を形成し滞留することが示された。最終的に拡散過程を含めたこれらの捕捉状態からのトリチウム放出過程の速度論を明らかにした。また、リチウム濃度の高いチタン酸リチウムに関してもトリチウム放出挙動を解明し、先進材料におけるトリチウム移行挙動を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Effect of grain size on hydrogen isotope behavior inLiNbO3 (2011)
  • 著者名/発表者名: Deqiong Zhu, et al.
  • 雑誌名: Fusion Sci. Technol. 巻: 60 ページ: 1147
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of energe tic tritium chemistry on developing thermonuclear fusion reactors Original Research Article (2011)
  • 著者名/発表者名: Kenji Okuno, et al.
  • 雑誌名: Fusion Engineering and Design 巻: 86 ページ: 2358-2361
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dependence of gamma-ray dose on annihilation processes of irradiation defects in Li2TiO3 (2011)
  • 著者名/発表者名: Junya Osuo, et al.
  • 雑誌名: Fusion Engineering and Design 巻: 86 ページ: 2362-2364
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study on annihilation behavior ofγ-ray induced defects in Li2O (2011)
  • 著者名/発表者名: Makoto Kobayashi, et al.
  • 雑誌名: Journal of Nuclear Materials 巻: 417 ページ: 700-702
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tritium release from ceramic breeder materials deposited with noble metals (2011)
  • 著者名/発表者名: Kenzo Munakata, et al.
  • 雑誌名: Journal of Nuclear Materials 巻: 417 ページ: 731-734
  • 査読あり
• [雑誌論文] Retention and de so rption behavior of hydrogen isotopes in gamma-ray irradiated Li2TiO3 (2011)
  • 著者名/発表者名: Akiko Hamada, et al.
  • 雑誌名: Li2TiO3", Fusion Sci. Technol. 巻: 60 ページ: 399
  • 査読あり
• [雑誌論文] Elucidation of annihilation processes of defe cts induced byγ-irradiation in Li2TiO3 (2010)
  • 著者名/発表者名: Sachiko Suzuki, et al.
  • 雑誌名: Fusion Engineering and Design 巻: 85 ページ: 2331-2333
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure change of Li2+xTiO3+y tritium breeder under moist air (2010)
  • 著者名/発表者名: Masanori Hara, et al.
  • 雑誌名: Journal of Nuclear Materials 巻: 404 ページ: 217-221
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tritium release from lithium or tho silicate pebbles deposited with palladium (2009)
  • 著者名/発表者名: Kenzo Munakata, et al.
  • 雑誌名: Journal of Nuclear Materials 巻: 386-388 ページ: 1091-1094
  • 査読あり
• [雑誌論文] Release kinetics of tritium generated in lithium-enriched Li2+xTiO3 by thermal neutron irradiation
  • 著者名/発表者名: Makoto Kobayashi, et al.
  • 雑誌名: Fusion Eng. Des. 巻: (in press)
  • 査読あり
• [学会発表] 固体における高エネルギーイオンのホットアトム化学的過程に関する研究(XXIII)-熱中性子照射したチタン酸リチウムにおけるトリチウムの化学的放出過程の解明- (2011)
  • 著者名/発表者名: 戸田健介, 他
  • 学会等名: 日本放射化学学会第55回放射化学討論会
  • 発表場所: 長野
  • 年月日: 20110920-22
• [学会発表] チタン酸リチウムにおけるトリチウムの放出挙動に及ぼすリチウム濃度依存性の研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小林真, 他
  • 学会等名: 日本原子力学会秋の大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20110919-22
• [学会発表] Study of irradiation defect effects on tritium release process in thermal neutron-irradiated LiAlO2 (2011)
  • 著者名/発表者名: Tetsuo Fujishima, et. al.
  • 学会等名: 10th International Symposium on Fusion Nuclear Technology
  • 発表場所: ポートランド・アメリカ
  • 年月日: 20110911-16
• [学会発表] 熱中性子照射したチタン酸リチウム中に生成した反跳トリチウムの放出機構に関する速度論的研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小林真, 他
  • 学会等名: 日本原子力学会春の年会
  • 発表場所: 福井
  • 年月日: 20110328-30
• [学会発表] 核融合炉トリチウム増殖材中トリチウムの移行過程に及ぼす照射効果-γ線照射したLi2TiO3中に精製した照射欠陥消滅挙動の線量依存性- (2011)
  • 著者名/発表者名: 濱田明公子, 他
  • 学会等名: 第45回学術講演会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20110127-28
• [学会発表] 14MeV中性子照射した酸化リチウム中での照射欠陥消滅過程の解明 (2010)
  • 著者名/発表者名: 川崎淨貴, 他
  • 学会等名: 日本原子力学会第42回中部支部研究発表会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20101214-15
• [学会発表] Retention and desorption behavior of Hydrogen isotopes in gamma-ray irradiated Li2TiO3 (2010)
  • 著者名/発表者名: Akiko Hamada, et. al.
  • 学会等名: 19th Topical Meeting on the Technology of Fusion Energy
  • 発表場所: ラスベガス・アメリカ
  • 年月日: 20101107-11
• [学会発表] 固体における高エネルギーイオンのホットアトム化学的過程に関する研究(XXV)-γ線照射した酸化リチウム中における照射欠陥消滅過程に関する研究- (2010)
  • 著者名/発表者名: 宮原祐人, 他
  • 学会等名: 日本放射化学学会第54回放射化学討論会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20100927-29
• [学会発表] Dependence of gamma-ray dose on annihilation processes of irradiation defects in Li2TiO3 (2010)
  • 著者名/発表者名: Junya Osuo, et. al.
  • 学会等名: 26th Symposium of Fusion Technology
  • 発表場所: ポルトー・ポルトガル
  • 年月日: 20100927-1001
• [学会発表] Trapping and desorption behavior of hydrogen isotopes in gamma-ray irradiated Li2TiO3 (2010)
  • 著者名/発表者名: Makoto kobayshi, et. al.
  • 学会等名: 3rd Japan-china workshop on the tritium and breeding blanket technology
  • 発表場所: 昆明・中国
  • 年月日: 20100620-23
• [学会発表] Behavior of irradiation damage in lithium oxide produced by 14MeV neutron and gamma-ray irradiation (2010)
  • 著者名/発表者名: Yasuhisa Oya, et. al.
  • 学会等名: 3rd Japan-China Workshop on the tritium and breeding blanket technology
  • 発表場所: 昆明・中国
  • 年月日: 20100620-23
• [学会発表] Li2TiO3における水素同位体の移行過程に関する研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 倉田理江, 他
  • 学会等名: 第8回核融合エネルギー連合講演会
  • 発表場所: 岐阜
  • 年月日: 20100610-11
• [学会発表] 固体トリチウム増殖材中に生成する反跳トリチウムの移行過程に関する研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 奥野健二, 他
  • 学会等名: 第8回核融合エネルギー連合講演会
  • 発表場所: 岐阜
  • 年月日: 20100610-11
• [学会発表] リチウム酸化物中に生成するトリチウムの化学的存在状態の熱アニーリング仮定と欠陥消滅過程の相関性に関する考察 (2010)
  • 著者名/発表者名: 奥野健二, 他
  • 学会等名: 日本原子力学会春の年会
  • 発表場所: 茨城
  • 年月日: 20100326-28
• [学会発表] 14MeV中性子照射により酸化リチウム中に生成した照射欠陥の消滅過程の速度論的研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松岡和志, 他
  • 学会等名: 日本原子力学会春の年会
  • 発表場所: 茨城
  • 年月日: 20100326-28
• [学会発表] Effects of defects formation mechanism on tritium transport processes in Li2TiO3 (2010)
  • 著者名/発表者名: Sachiko Suzuki, et. al.
  • 学会等名: JSPS Asian CORE program Winter School Seminar on Fusion Blanket and liquid Metal Technology
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20100222-23
• [学会発表] Study on irradiation defects in lithium oxide by means of electron spin resonance (2010)
  • 著者名/発表者名: Wanjing Wang, et. al.
  • 学会等名: JSPS Asian CORE program Winter School Seminar on Fusion Blanket and liquid Metal Technology
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20100222-23
• [学会発表] 線照射により酸化リチウム中に生成した照射欠陥消滅過程の解明 (2009)
  • 著者名/発表者名: 鈴木優斗, 他
  • 学会等名: 日本原子力学会第41回中部支部研究発表会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20091130-1201
• [学会発表] Elucidation of Annihilation Processes of Defects Induced byγ-irradiation in Li2TiO3 (2009)
  • 著者名/発表者名: Sachiko Suzuki, et. al.
  • 学会等名: The 9th International Symposium on Fusion Nuclear Technology
  • 発表場所: Dalian・中国
  • 年月日: 20091001-16
• [学会発表] 固体における高エネルギーイオンのホットアトム化学的過程に関する研究(XXII)-14MeV中性子照射したアルミン酸リチウム中に生成した照射欠陥消滅挙動- (2009)
  • 著者名/発表者名: 濱田明公子, 他
  • 学会等名: 日本放射化学学会第53回放射化学討論会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20090928-30
• [学会発表] チタン酸リチウムにおけるトリチウムの脱捕捉-放出機構の解明に関する研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 鈴木祥子, 他
  • 学会等名: 日本原子力学会秋の年会
  • 発表場所: 宮城
  • 年月日: 20090916-18
• [学会発表] Study on Annihilation Behavior ofγ-ray Induced Defects in Li2O (2009)
  • 著者名/発表者名: Makoto Kobayashi, et. al.
  • 学会等名: 14th International Conference on Fusion Reactor Materials
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20090907-12
• [備考]
  • URL: http://www.ipc.shizuoka.ac.jp/~srkokun/