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ヘリウム照射によるステンレス系対向材料の特性劣化挙動の解明と監視システムへの適用

氦辐照不锈钢计数器材料性能劣化行为的阐明及其在监测系统中的应用

基本信息

批准号：
18035009
负责人：
小野興太郎
金额：
$ 2.62万
依托单位：
Shimane 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：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

第一ミラー侯補材であるSUS316L,Mo,Wを試料として,1〜5keVのヘリワムイオン照射トでの光反射率の測定を行い,反射率劣化挙動の照射量,照射エネルギー,レーザー波長依存性を調べだ.また,反射率の劣化機構を調べるために,電子顕薇鏡による内部観察,表面観察,EELS測定,ガス保持特性の測定を行った.これらの結果から,監視ミラーとしての適用性ついて検討した.主要な成果は以下のようである.1)反射率は,低照射域では,指数関数的な減哀を示し,これは,転位ループの形成と密接に関係している.高照射域では照射量とともに単調な減衰を示し,1×10^23ions/m^2では,10-20%程度まで減衰する.これは,バブルの形成と密度の増加,表面近傍の複雑な損傷構造等に関係している.2)反射率の劣化程度は,必ずしも照射エネルギーに依存せず,光の侵入域における上記のような欠陥量,損傷構造に依存している.EELSスペクトルの測定によっても,可視光から紫外域にかけて反射係数の減衰が見られたことから,このような欠陥構造に付随する複雑な電子状態の存在によって反射率の劣化が起る機構が示唆される.3)ミラー材として,SUS316L,Mo,Wを比較すると,可視光域では,未照射状態での反射率が最も高く,高照射域でも表面損傷の少ないSUS316Lが最も高い反射率を維持する.しかし,紫外域ではSUS316Lの反射率は急激に低下する.これらの結果は,各材料の電子構造と損傷形成に依存しており,スパッター率の最も低いWが必ずしもミラー材として最適ではないことを示している.測定に使用されるレーザー光の波長域によって十分検討される必要がある.4)その他,ステンレス鋼における水素やヘリウムガスの保持特性に関するMoやWの添加の効果,さらには,LHDプラズマ実機環境下での数keV CX粒子による損傷形成,等に関する新しい知見が得られた.

The first candidate material is SUS316L,Mo,W. The measurement of light reflectance of the sample is carried out under 1 ~ 5keV irradiation. The reflectance deteriorates. The irradiation dose fluctuates. The wavelength dependence of the irradiation is adjusted. The reflectance degradation mechanism is adjusted, and the electron microscope is used for internal inspection, surface inspection,EELS measurement, and measurement of optical retention characteristics. The result of this investigation is to monitor the suitability of the investigation. The main results are as follows: 1) Reflectivity, low exposure range, exponential correlation, close contact relationship. High exposure range: 1 ×10^23ions/m^2, 10 -20% attenuation. 2) The degree of reflectance degradation depends on the radiation occurrence, the light intrusion domain depends on the amount of defect, the damage structure depends on the measurement of the visible light in the ultraviolet domain, and the reflection coefficient decreases in the visible light in the ultraviolet domain. 3) Compared with SUS 316L,Mo,W, the reflectivity in the unirradiated state is the highest in the visible light range, and the reflectivity in the unirradiated state is the highest in the high irradiation range, and the reflectivity in the unirradiated state is the lowest in the high irradiation range. The reflectance of SUS 316 L in the ultraviolet region is rapidly decreasing. As a result, the electronic structure of each material depends on the formation of damage. The results of Mo and W addition in the wavelength domain of light used in the determination are necessary to investigate the damage formation of several keV CX particles in the LHD environment.