1999 Fiscal Year Annual Research Report
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10308020
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
田辺 哲朗 名古屋大学, 理工科学総合研究センター, 教授 (00029331)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉田 朋子 名古屋大学, 大学院工学・研究科, 助手 (52041346)
武藤 俊介 名古屋大学, 理工科学総合研究センター, 助教授 (20209985)
上杉 善彦 名古屋大学, 理工科学総合研究センター, 助教授 (90213339)
平野 洋一 電子技術総合研究所, 主任研究員
大宅 薫 徳島大学, 工学部, 教授 (10108855)
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| Keywords | ダイバータ / 高Z金属 / モリブデン / タングステン / プラズマ壁相互作用 / 高熱滋束 / 水素イオン / 水素リサイクリング |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、高融点金属であるタングステンやモリブデン(これらの金属は原子番号が大きいので高Z材と総称する)をITERをはじめとする実際の核融合炉のダイバータ部分で、プラズマ対向材として使う事が本当に可能かどうか、またどのように高Z材を発展あるいは展開させれば使用可能になるかを明らかにする事である。
本年度得られた成果は以下の通りである。
(1) 米国サンディア研究所の直線型プラズマ装置で重水素放電中のターゲット近傍のバルマー系列の発光を測定し、ターゲット材料(チタン、ニッケル、銅、モリブデン、タンタル、タングステン)の質量数が増えるにその発光強度が増加することを見いだした。これはプラズマがターゲットの影響を受けていること非常に明瞭に示した画期的な実験結果である。
(2) 独国ユーリッヒにあるプラズマ実験装置TEXTORタングステンおよびモリブデン製のリミッタを持ち込みプラズマ放電実験を継続した。実際のプラズマ装置でもプラズマ対向壁の質量により、プラズマからの水素粒子や不純物粒子の反射が大きく異なる事を示すのに成功した。(1)および(2)の結果は粒子およびエネルギーバランスの観点からみると、高Z材料は低Z材料よりもプラズマズマ閉じこめに有利である事を示唆している。
(3) リミッタ表面からの不純物の発生プロセスを計算機シミュレーションした。プラズマ対向壁で発生した不純物が周辺プラズマでイオン化された後、磁場の存在により才差運動するため、特に原子番号が大きい不純粒子ほど発生した場所の近傍に再堆積することを明らかにした。また、実際のプラズマ装置でもシュミレーションによりそれが起こっていることを示した。
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[Publications] M.Rubel: "Formation of carbon containing layers on tungsten limiters"Physica Scripta. T81. 61-63 (1998)
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[Publications] T.Tanabe: "Influence of implanted deuterium in materials surface on Balmer lines emission from backscattering particles"Journal of Nuclear Materials. 266-269. 703-708 (1999)
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[Publications] I.V.Tsretkov: "The influence of electron emission on heat load to the plasma facing materials under space charge condition with an oblique magnetic field"Journal of Nuclear Materials. 266-269. 714-720 (1999)
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[Publications] K.Ohya: "Particle emission from a tungsten test limiter in TEXTOR-94: A comparison between experimental and Monte Carlo Simulation results"Journal of Nuclear Materials. 266-269. 629-634 (1999)
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[Publications] K.Ohya: "Simulation and experimental studies of Impurity release from tungsten exposed to edge plasmas in TEXTOR"Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. B153. 354-360 (1999)
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[Publications] T.Tanabe: "Materials mixing on W/C twin limiter in TEXTOR-94"Fusion Engineering and Design. (印刷中). (2000)
