低エネルギー高濃度水素打込みによるタングステン格子欠陥形成メカニズムの解明

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22560821
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 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: 核融合科学研究所
• 研究代表者: 加藤 太治 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (60370136)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: タングステン / 格子欠陥 / 水素効果 / 第一原理計算

研究概要

水素原子と空孔濃度が異常に高い状態のタングステン材料挙動の第一原理シミュレーションの結果から、タングステン原子空孔と水素原子の相互作用特性を明らかにした。格子欠陥の形成および分布に対する高濃度水素効果を定量的に評価し、核融合炉内機器材料の開発で問題となっている、高粒子束で長時間イオン照射を受けたタングステン材料でみられる異常な格子欠陥形成と水素吸蔵量の著しい増加の物理機構に関係すると思われる重要な知見を得た。

研究成果

• [雑誌論文] Formation of vacancy clusters in tungsten crystals under hydrogen-rich condition (2011)
  • 著者名/発表者名: D. Kato、H. Iwakiri、K. Morishita
  • 雑誌名: Journal of Nuclear Materials 巻: Vol.417 ページ: 1115-1118
  • DOI: DOI:10.1016/j.jnucmat.2010.12.211
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interstitial diffusion of C interacting with ambient H in tungsten crystals (2011)
  • 著者名/発表者名: D. Kato、H. Iwakiri、K. Morishita、T. Muroga
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: Vol.6 ページ: 4pp
  • DOI: DOI:10.1585/pfr.6.2405062
  • 査読あり
• [学会発表] タングステン中に固溶した不純物原子と水素相互作用の第一原理計算 (2010)
  • 著者名/発表者名: 加藤太治
  • 学会等名: プラズマ・核融合学会第27回年会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2010-11-30
• [学会発表] First-principle Calculations of Hydrogen Interaction with Vacancies and Dissolved Atoms in Tungsten (2010)
  • 著者名/発表者名: D. Kato
  • 学会等名: Joint International Conference on Supercomputing in Nuclear Applications and Monte Carlo 2010
  • 発表場所: 一ツ橋記念ホール
  • 年月日: 2010-10-19
• [学会発表] 磁場核融合炉プラズマ対向壁と水素相互作用の原子過程とシミュレーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 加藤太治
  • 学会等名: 第8回核融合エネルギー連合講演会
  • 発表場所: 高山市民文化会館
  • 年月日: 2010-06-11