| 研究課題/領域番号 |
22360389
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| 研究機関 | 静岡大学 |
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研究代表者 |
大矢 恭久 静岡大学, 理学部, 准教授 (80334291)
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| 研究分担者 |
奥野 健二 静岡大学, 理学部, 教授 (80293596)
宮本 光貴 島根大学, 総合理工学部, 助教 (80379693)
芦川 直子 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (00353441)
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| キーワード | トリチウム / プラズマ壁相互作用 / 複合イオン照射 / 照射損傷 / リサイクリング / ヘリウム / タングステン / 炭素 |
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| 研究概要 |
本研究は核融合炉プラズマ対向材料表面での複合イオン照射下におけるトリチウムリサイクリングを核融合炉環境のみならず種々の照射条件において実験により定量的に評価しようとすることを目的とした。また、トリチウムリサイクリングと材料照射損傷との関連を明らかにすることによりトリチウムリサイクリングに材料の影響を加えたリサイクリングモデルの提案しようとするものである。
今年度は炭素・重水素イオン同時照射した試料の重水素滞留量に相関性のある材料中照射損傷の欠陥形成過程について透過型電子顕微鏡を用いて検討した。炭素・重水素同時照射量が1×10^<20>D^+m^<-2>、0.2×10^<20>C^+m^<-2>で、転位ループの核形成はすでに終了し欠陥の成長段階であることがわかった。また、1×10^<21>+m^<-2>、0.2×10^<21>C^+m^<-2>で欠陥の蓄積は飽和状態に達し、欠陥に滞留する重水素は飽和することが考えられた。
ヘリウム損傷による重水素滞留影響評価では、ヘリウムイオン予照射や追照射が、重水素滞留・放出特性に著しく影響を及ぼすことを明らかにした。比較的低いヘリウム照射量では、これらの欠陥が重水素の強いトラッピングサイトとして機能し、高照射量では隣接したバブル同士が合体し、結合したバブルが表面に到達することで重水素の脱離パスとして機能したと考えられた。また、リサイクリング評価のためのダイナミック放出測定では、高感度質量分析装置を同時イオン照射装置に付加し、ダイナミック放出粒子の測定を試みた。その結果、炭化水素系ガスの放出量が、炭素イオンが試料に対し55°で入射する条件において最大になることがわかった。今後さらに詳細にそのメカニズムについて検討する予定である。さらに、プラズマ対向壁が損耗し生成された浮遊物質であるダスト粒子への水素同位体滞留特性を明らかにした。プラズマ対向壁として同様の履歴を持つと考えられるバルク材に関する報告例と比較すると、100-200K程度放出温度が高い傾向にあった。
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