2011 Fiscal Year Annual Research Report
核融合炉内複雑環境におけるトリチウム蓄積挙動の実験的研究
| Project Area | Tritium Science and Technology for Fusion Reactor |
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19055003
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
上田 良夫 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30193816)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
日野 友明 北海道大学, 工学研究科, 教授 (30109491)
大野 哲靖 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (60203890)
高木 郁二 京都大学, 工学研究科, 教授 (20206717)
仲野 友英 独立行政法人原子力開発機構, 核融合研究開発部門, 研究員 (50354593)
田辺 哲朗 九州大学, 総合理工学研究科, 教授 (00029331)
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| Keywords | 核融合炉 / トリチウム / プラズマ壁相互作用 / 照射損傷 / 材料混合 / スパッタリング / 再堆積 / トリチウム除去 |
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| Research Abstract |
本年度の研究実績を(1)～(5)の課題別にまとめた。(1)同時照射環境における水素同位体蓄積・透過挙動について、重水素イオンビームにヘリウムイオン、あるいは炭素イオンを添加した場合のタングステン中に透過挙動について、温度依存性と入射フラックス依存性を明らかにした。炭素添加の場合は透過フラックスが大幅に増加し、ヘリウム添加の場合は大幅に減少し、この変化は温度や入射フラックスに大きく依存することが分かった。(2)照射損傷が水素同位体挙動に与える影響について、フェライト鋼やタングステンに高エネルギーイオンを照射して生成された欠陥の重水素捕獲特性が明らかになった。捕獲サイト密度は、入射イオンによらず、0.1dpa程度で飽和傾向にあることが分かった。(3)ダストの発生と水素同位体蓄積への影響については、タングステンダストをHeと重水素の混合プラズマ中で、レーザーアブレーション法により生成した場合の、Heと重水素の蓄積量が明らかになった。その結果、Heの吸蔵は観測されたが、重水素はほとんど吸蔵されないことが分かった。(4)実機における壁材料の損耗・再堆積と再堆積層の水素同位体蓄積・放出挙動について、非接触プラズマ放電時に炭素が多く損耗し、炭素堆積層中の重水素蓄積量が増加することが示された。炭素タイル表面、側面、あるいはダイバータ、については、JT-60Uに下部等のほとんどの部分で重水素蓄積量の測定が行なわれ、この結果を基にしたフルカーボン壁を持つITERでのトリチウム蓄積量の見積もりがなされた。(5)再堆積層中の水素同位体除去について、グロー放電による除去率が示され、タングステンは、ステンレス鋼や炭素材に比べ、除去率が小さいことが分かった。さらにタングステンの重水素吸蔵に関する過去のデータをまとめた。
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