研究課題
本申請は、国際核融合実験炉（ITER）計画において炉の壁材として使用が検討されるタングステン、ベリリウム、炭素等の清浄金属表面とプラズマ中で最も軽く輸送されやすい電子との散乱における角度分布を精密に測定し、表面を構成する原子1個による散乱電子の理論計算と測定値を比較することで、表面を構成する原子の散乱への役割や結合の重要性、プラズマ-壁相互作用を理解し、今後の壁材としての材料選定やプラズマ診断に知見を得る基礎研究を行うことが目的である。初年度は、既存の気相原子分子用に開発されてきた低エネルギー電子分光装置を固体表面用に改良するための設計開発、より超高真空を得るための排気装置の設置を行った。平成25年度は、前年度に整備した電子分光装置及び真空排気系を用い、テスト実験を行った。まず、超高真空到達のためのテストを行い、ベーキングや材質の選定により目的となる真空を達成できた。次に電子分光装置の動作確認を行い、電子ビームの生成および信号強度を確認することができた。また、共同研究の一環でスペインのグループが行ったタングステン原子1個に対する散乱断面積の理論計算から、測定領域や測定範囲の見積もりを行った。最終年度は、電子ビームの分解能が十分上がらなかったことに起因するビーム制御装置の改良、気体を用いた分光器調整、プラズマ関連分子の散乱断面積の測定を入念に行ったことから計画に遅れが見られた。最終年度後半には、実際金属表面回転機構を導入し、タングステンに電子ビームを照射することで散乱電子の信号検出に成功した。昨年度の理論計算を用いたシミュレーションと比較し、表面における原子1個の役割について議論できるところまで交付期間内に進めることができた。今後、本研究成果は核融合プラズマ中における電子温度の低下や壁材の選定等の基礎データとして幅広い分野に使用されることが期待される。
すべて 2014
すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 2件)
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