核融合炉壁材料中の水素同位体深さ分布のプラズマ照射エネルギー依存性

聚变反应堆壁材料中氢同位素深度分布对等离子体辐照能量的依赖性

• 批准号: 19K14692
• 负责人: 矢嶋 美幸
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: National Institute for Fusion Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K14692/
• 关键词: タングステン; 水素同位体; プラズマ壁相互作用; 核融合; イオンビーム; ヘリウムバブル; 分子動力学; シミュレーション; ヘリウム; 重水素; タンデム加速器; プラズマ・壁相互作用; 水素吸蔵; イオンビーム加速器; 弾性反跳粒子検出法; ERDA; 照射損傷

核融合炉候補材料であるタングステンにヘリウムが照射されると、タングステン表面近傍にヘリウムの集合体（以下、ヘリウムバブルと表記する）が形成されることがわかっている。ヘリウムバブルが形成により水素同位体の拡散を阻害、あるいは、ヘリウムバブルの連結により水素同位体の脱離を促進することが示されてきた。しかし試料中の水素同位体分布については、まだ十分に明らかになってはいない。特に核融合デモ炉の設計・運用に寄与する、入射イオンエネルギー依存性に関する基礎データは未だ得られていない。そこで本研究では核融合科学研究所が所有するイオンビーム解析装置を用いて、ヘリウムバブルが形成した試料中の水素同位体保持量の深さ分布について明らかにすることを目指す。該当年度は核反応解析法(NRA)分析の為の環境整備を実施した。具体的には、ロシアの国際共同研究者らとのディスカッションのもと選定した検出器の取付およびその他計測に必要な機器の準備を整えた。

Nuclear fusion furnace candidate materials are formed by irradiation and aggregation near the surface of nuclear fusion furnace candidate materials (hereinafter referred to as "aggregation"). The formation of a cluster of water isotopes inhibits, inhibits, and promotes the dissociation of water isotopes. The water isotope distribution in the sample is very bright. The design and application of special nuclear fusion furnace are based on the relationship between incidence and production. This study was conducted by the Institute of Nuclear Fusion Science to investigate the use of all available analytical equipment to form a deep distribution of water isotope retention in the sample. Environmental preparation for nuclear reaction analysis (NRA) was carried out during the year. The international co-investigator of the specific project will select the equipment to be tested and prepare the equipment necessary for the test.

项目成果

Helium-W co-deposition layer: TEM observation and D retention

氦-钨共沉积层：TEM 观察和 D 保留

• DOI: 10.1016/j.jnucmat.2020.152350
• 发表时间: 2020
• 期刊: Journal of Nuclear Materials
• 影响因子: 3.1
• 作者: Kajita Shin;Asai Kosuke;Ohno Noriyasu;Tanaka Hirohiko;Yoshida Naoaki;Nagata Daisuke;Yajima Miyuki
• 通讯作者: Yajima Miyuki

LHD第一壁におけるHeおよび水素同位体保持量評価

LHD 第一壁中 He 和氢同位素保留的评估

• 发表时间: 2019
• 作者: 矢嶋美幸;吉田直亮;V. Kh Alimov;増崎貴;時谷政行;本島厳
• 通讯作者: 本島厳

Wuhan University of Technology(中国)

武汉理工大学（中国）

DIFFER(オランダ)

迪弗（荷兰）

サイクル19以降のLHDにおけるプラズマ対向壁の 照射損傷と表面変質

LHD 第 19 次循环后等离子面壁的辐照损伤和表面变化

• 发表时间: 2022
• 作者: 吉田直亮;矢嶋美幸;増崎貴;時谷政行,永田大
• 通讯作者: 時谷政行,永田大