5族金属中のトリチウムの拡散と水素同位体間の動的相関

5族金属中氚扩散与氢同位素的动态相关性

• 批准号: 09226231
• 负责人: 杉崎 昌和
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09226231/
• 关键词: トンネル効果; 水素同位体; トリチウム; 拡散; プラズマ注入; タンタル; ニオブ; バナジウム

5族金属中における水素同位体の拡散が量子トンネル効果に基づくものであることは良く知られているが、このような場合に異種の同位体を混合したら、拡散係数がどのように変化するかということは非常に興味深い問題である。本研究ではこのような観点から、5族金属中にトリチウムと軽水素もしくは重水素を溶解した系におけるトリチウムのトレーサー拡散係数を測定し、共存する同位体の種類によりトリチウムのトレーサー拡散係数が変化するかどうかを調べた。測定はバナジウム、ニオブ、タンタルについて行った。トリチウムのトレーサー拡散係数の測定にあたっては、当研究グループが開発したグロー放電注入法を用いた。実験で用いた試料の純度は約99.9%、形状は直径5mm、長さ50mmである。先ず、試料に軽水素もしくは重水素を所定の濃度均一に溶解しておき、試料の一端面をトリチウムガスのグロー放電プラズマに曝し、ごく微量のトリチウムを試料端面に注入する。トリチウムの拡散実験は250℃で行った。実験により得られたトリチウムの拡散係数は共存する同位体の濃度により著しく変化し、濃度が大きくなるに従い減少する傾向を示した。また、重水素中より軽水素中の方がわずかに大きくなる傾向を示した。この同位体の種類による違いはトリチウムと共存する水素同位体間の動的相関によるものであると考えられる。なお、今後このトリチウムのトレーサー拡散係数の温度依存性を測定し、量子トンネル効果の機構を研究して行く予定である。なお、この研究成果の一部はInternational Conference of Fusion Reactor Materials(ICFRM-8,Sendai,October1997)において発表した。論文タイトルは「Influence of coexisting hydrogen isotopes on diffusion of tritium in niobium」である。

The dispersion of water isotopes in group 5 metals is a fundamental problem, and the dispersion coefficient is very interesting. From this point of view, this study aims to determine the dispersion coefficient of trichomium in the system where trichomium and heavy water elements are dissolved in Group 5 metals, and to adjust the dispersion coefficient of trichomium depending on the type of isotope that coexists. Measure the number of lines in the line, the number of lines, and the number of lines in the line. The measurement of dispersion coefficient of the sample was carried out by using the method of ion implantation. The purity of the sample is about 99.9%, the shape is 5mm in diameter and 50mm in length. Before the test, the sample was dissolved in the same concentration as the heavy water, and one end of the sample was injected into the sample. The temperature is 250℃. The dispersion coefficient of the isotope is blue shifted, and the concentration of the isotope is decreased. In the middle of the water element, there is a tendency to show a large amount of water. The species of these isotopes are related to the co-existence of water isotopes. In the future, the temperature dependence of the dispersion coefficient and the mechanism of quantum dispersion are determined. A part of the research results was presented at the International Conference of Fusion Reactor Materials(ICFRM-8,Sendai,October1997). On "Influence of coexisting hydrogen isotopes on diffusion of tritium in niobium"