| 研究課題/領域番号 |
25630420
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| 研究種目 |
挑戦的萌芽研究
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| 研究機関 | 島根大学 |
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研究代表者 |
宮本 光貴 島根大学, 総合理工学研究科(研究院), 准教授 (80379693)
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| 研究分担者 |
時谷 政行 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (30455208)
舩木 修平 島根大学, 総合理工学研究科(研究院), 助教 (00602880)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | プラズマ表面相互作用 / 表面分析 / 照射損傷 / 不純物堆積 / 透明導電膜 / 微細組織 / LHD |
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| 研究概要 |
本研究では，プラズマと対向材料の相互作用において鍵となる材料表面近傍の損傷程度と不純物堆積量を炉内でも簡便に評価するその場診断手法を開発し提案するとともに，大型のプラズマ閉じ込め装置において本手法の有効性を検証し最適化する事を目的としている．
研究初年度に当たる平成25年度は，新たな診断用材料としてGa 添加酸化亜鉛（GZO）薄膜に着目し，イオン照射前後の光学特性や電気的特性の測定を行い，照射による影響を定量的に評価した．また，大型プラズマ閉じ込め装置LHDを用いた材料診断手法の検証実験に着手した．主要な結果は以下の通りである．さらに，来年度の実験に向けて，装置改良などを行った．
(1)ヘリウムイオン照射したGZO薄膜において，試料内に導入された照射欠陥に起因すると考えらる光透過率や電気抵抗率の有意な変化が確認された．今後，微細組織等との相関を評価する必要があるが，GZOを診断用材料として用いることで，光学特性と電気特性の同時計測が可能となり，診断精度の向上が見込まれる．
(2)LHDのグロー放電下において炉内設置した金属ミラー材の光反射スペクトルを実時間測定し，表面変質に起因した有意な光反射率の経時変化が確認された．実機環境下では，照射損傷に加え，不純物堆積が表面特性変化に影響を与えることが問題となるが，光反射率の経時変化を調べることで，膜厚の推定が可能となることが示された．
(3)島根大学の既設装置に改良を行い，ヘリウムおよび重水素の2重イオンビーム同時照射下での連続波長レーザーを用いた光反射率分光その場測定が可能な装置系を構築した．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初予定していたLCRメータを用いたイオン照射下インピーダンス測定は，実験精度に問題が生じ，十分なデータ取得には至っていない．現在装置構築に向けた試行錯誤を行っている．一方で大型の実機プラズマ装置（LHD）を用いた検証実験は，次年度の研究計画を前倒しして実施している．さらに，連続波長レーザーを用いた光反射率スペクトルその場測定装置の構築は，当初予定に新たに加えた項目であり，全体としてみれば，概ね順調に研究が進展していると言える．
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| 今後の研究の推進方策 |
平成25年度に島根大学に構築した光反射率スペクトルその場測定装置を用いて，照射下表面分析における測定条件，照射パラメータの拡張を行う．並行して，照射試料の断面微細組織
を行い，表面変質の深さ分布との相関を調べる予定である．
一方，イオン照射下インピーダンス測定については，試料ホルダーや電極接続方法などに工夫を施し，再現性の良い高精度なデータが取得できるように改良を加える予定である．
これまでの研究成果は，平成26年度6月に開催予定の「第10回核融合エネルギー連合講演会」において報告する事が決定しており，他の国内外の研究会等の機会を用いて，積極的に成果発表を行う予定である．
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| 次年度の研究費の使用計画 |
当初購入予定であった一部の設備備品，消耗品については，研究経費の不足のため購入を見送った．さらに，より安価な物品の購入や，旅費の削減などの自助努力を行った為，当該助成金が生じた．
先に述べたように，当初予定していたLCRメータを用いたイオン照射下インピーダンス測定は，十分なデータ取得には至っていない．試料ホルダーや電極接続方法に改良を加える予定であり，必要な物品等を購入する予定である．
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