高密度プラズマ照射したタングステンの表面変質とガス吸蔵特性の高精度評価

高精度评估高密度等离子体辐照钨的表面蚀变和储气性能

• 批准号: 22KK0038
• 负责人: 宮本 光貴
• 金额: $ 12.9万
• 依托单位: Shimane University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-10-07 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KK0038/
• 关键词: 核融合プラズマ対向材料; 水素; ヘリウム; 微細組織; ガス保持特性

本研究では，米国カリフォルニア大学サンディエゴ校（UCSD）の直線型プラズマ発生装置PISCESを用いて，核融合炉環境を模擬して高密度プラズマ照射した材料の表面特性変化のその場計測を実現し，さらに我が国の世界最高水準の分析機器を用いて，材料中の水素同位体・ヘリウム挙動を高精度に評価することを目的としている．令和4年度の10月に本研究課題が採択された直後に，米国の研究者等を交えて，オンラインによるキックオフミーティングを実施し，それぞれの研究設備の状況や実験計画等について意見交換を行った．当初計画では，令和4年度中に新たにオージェ電子分光装置を日本国内に導入し，令和5年度に島根大学に既設の分光エリプソメトリーとあわせてUCSDへ搬送することを予定していたが，予算配分額の減額や，分析機器価格の高騰があり，計画を大幅に見直した．新たな計画では，他の経費との合算により，その場測定により適したin-situ用高速分光エリプソメーターを新たに導入することとし，米国側の研究者と打合せを重ね，機器を選定し，令和5年度中にUCSDに納品することとした．また，日本国内の分析装置を用いた基礎的なデータの収集にも着手しており，主にヘリウム照射したタングステンにおける重水素保持挙動を，高分解能質量分析計を導入したイオン照射装置直結型の透過型電子顕微鏡（島根大学）とモノクロメータ搭載低加速原子分解能分析電子顕微鏡（京都大学）を相補的に用いて詳細に調べ，保持された重水素の大部分がヘリウムバブル中に存在し，ヘリウムバブルが水素同位体保持量を著しく増加させ，顕著な捕捉サイトとして機能していることを定量的に示した．

In this paper, we study the application of PISCES, a linear energy generation device of UCSD, to simulate the environment of nuclear fusion furnace, to measure the surface properties of materials under high density energy irradiation, and to evaluate the water isotope in materials with high accuracy by using the world's highest level analysis machine. In October of 2004, this research topic was collected directly, and American researchers and others exchanged opinions on the implementation of the research project, including the status of research equipment and implementation plans. The original plan was to introduce a new electronic spectroscopic device into Japan in the middle of the fourth year, and to set up a spectroscopic system for the transfer of UCSD in the fifth year. The estimated allocation was reduced and the analysis machine was greatly improved. The new project is aimed at reducing the cost of other products and improving the quality of products. In addition, the analysis device in Japan is equipped with a basic set of electron micromirrors (Shimane University), a high-resolution energy analyzer, a direct junction electron micromirrors (Kyoto University), and a low-acceleration atomic energy analysis electron micromirrors (Kyoto University). Most of the water isotopes are retained in the cluster, and the amount of water isotope retained in the cluster increases.

项目成果

Effect of the internal pressure of helium bubbles on the morphology and mobility of beryllium

• DOI: 10.1016/j.fusengdes.2023.113720
• 发表时间: 2023-06
• 期刊: Fusion Engineering and Design
• 影响因子: 1.7
• 作者: Y. Sugimoto;Kazutomo Hara;M. Haruta;Hiroki Kurata;Jae-Hwan Kim;T. Hwang;M. Nakamichi;M. Miyamoto

高機能電子顕微鏡によるタングステン中の水素滞留挙動に与える ヘリウム照射の影響評価

使用高性能电子显微镜评估氦辐照对钨中氢保留行为的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 中尾 智也;澤江 伴弥;大久保 慎高;宮本 光貴;宮本光貴，佐野航平，澤江伴弥，治田充貴，倉田博基
• 通讯作者: 宮本光貴，佐野航平，澤江伴弥，治田充貴，倉田博基

カリフォルニア大学サンディエゴ校(米国)

加州大学圣地亚哥分校（美国）

STEM-EELSによるタングステン中の重水素,ヘリウム挙動の高精度評価

使用 STEM-EELS 高精度评估钨中的氘和氦行为

• 发表时间: 2023
• 作者: Sugimoto Yutaka;Hara Kazutomo;Haruta Mitsutaka;Kurata Hiroki;Kim Jae-Hwan;Hwang Taehyun;Nakamichi Masaru;Miyamoto Mitsutaka;佐野航平，澤江伴弥，治田充貴，倉田博基，宮本光貴
• 通讯作者: 佐野航平，澤江伴弥，治田充貴，倉田博基，宮本光貴

質量分析計直結型透過型電子顕微鏡によるBe中のガス放出挙動のその場観察

使用直接连接质谱仪的透射电子显微镜原位观察 Be 中的脱气行为

• 发表时间: 2023
• 作者: 中尾 智也;澤江 伴弥;大久保 慎高;宮本 光貴
• 通讯作者: 宮本 光貴