| 研究概要 |
国際熱核融含実験炉ITERでは燃料であるトリチウムの炉内残留量の上限が安全上の規制によって定められている。よってトリチウムの炉内での主な残留機構を解明することはトリチウム使用の許可に関わる重要でかつ緊急の課題である。トリチウム残留機構の一つに炉壁(炭素など).から発生する不純物がトリチウムとともに炉壁の表面に堆積する機構がある。この課題に対して本研究では、平成20年に原子力機構のトカマク装置JT-60Uで行われた13Cメタン入射実験の解析を進めてきた。この実験では通常の炭素である12Cとの質量の違いから13Cを検出することにより13Cの堆積場所とその量を決定し、またそこに含まれる水素量を測定することができる。平成23年に結果概要は以下の通りである,
1.ダイバータ上でのトロイダル分布: 13Cの堆積量は、13Cメタンの入射位置(外側ダイバータ)に対して、プラズマの流れの上流方向でより多く、逆に下流方向ではより少ない。
2.ダイバータ上でのポロイルダル布:13Cの堆積量は、単位時間のプラズマ入射量が最も多い位置よりもむしろプラズマ入射量が少ない位置、すなわちプライベート領域と呼ばれる場所で多い。
3.13C堆積層中の深さ方向の分布は水素のそれと類似している。
以上の結果から、外側ダイバータから発生したメタンは炭素と水素に解離および電離しプラズマ中を輸送されて内側ダイバータ板に到達するのではなく、主にCHx(x=1-4)のようにイオン化されていない中性粒子の状態で内側ダイバータへ輸送されたと示唆される。このような輸送現象を十分に説明可能な理論モテルはなく、炭化水素の素過程を含む新しい輸送モデルの構築が必要である。
|
