2005 Fiscal Year Annual Research Report
低放射化金属材料の照射損傷に起因するトリチウム蓄積量の実験的評価
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16360458
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
高木 郁二 京都大学, 工学研究科, 助教授 (20206717)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森山 裕丈 京都大学, 工学研究科, 教授 (90127150)
森谷 公一 京都大学, 工学研究科, 助手 (50111943)
秋吉 優史 京都大学, 工学研究科, 助手 (70378793)
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| Keywords | 照射損傷 / 低放射化 / トリチウムインベントリ / 捕捉 / 欠陥 / イオンビーム分析 / バナジウム / 銅 |
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| Research Abstract |
核融合炉の低放射化候補材料について、トリチウムインベントリ(蓄積量)を評価するための実験的研究を実施した。
研究は計画通りに進行しており、候補材料のうちバナジウム、バナジウム合金及び銅について実験を行った。具体的には、プラズマ対向壁の照射環境を模擬するため、水素イオンやヘリウムイオンをバナジウム等の試料に照射し、損傷を生成させた。また、試料の片面を模擬重水素プラズマに曝し続けた。次に、イオンビーム分析法を用いて、試料中に存在する重水素の深さ方向分布をその場観察した。
昨年度は、バナジウム中に照射損傷に起因する水素同位体捕捉サイトが生成すること、この捕捉サイトは特に低温におけるインベントリを著しく増加させるが、450〜520Kで消滅することを示した。今年度の結果によると、捕捉サイトの生成率も消滅の熱的挙動もバナジウムとその合金(V-4Cr-4Ti)との間には明確な差が無いことが分かった。このことは、捕捉サイトが損傷起因であることと、合金のトリチウムインベントリは純バナジウムと同じパラメータを用いて評価可能であることを示している。
銅の場合は損傷に起因する捕捉サイトが2種類生成した。1つはポテンシャルが深く、その密度が損傷量に比例することから複空孔と考えられる。もう1つはポテンシャルが比較的浅く、その密度が損傷量に対して飽和することから格子間型の転位ループと考えられる。これらの捕捉サイトのインベントリへの寄与は極めて大きく、捕捉サイトが存在する場合のインベントリは、無い場合の10,000倍にも成り得ることが分かった。このような大きな差異は銅が吸熱的に水素同位体を吸収することが原因であり、発熱的に吸収するバナジウムでは見られない。
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