プラズマ容器壁材料水素リサイクリングにおけるエネルギーおよび粒子バランスの研究

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本研究の目的は、核融合炉実験装置壁材料の複雑な条件下での挙動を予測し、その状態での水素リサイクリングを把握するのに必要なデータ・ベースを得ることにある。60年度の研究実績は次の通りである。(1) 高温・高照射線量下におけるグラファイト上に堆積した金属膜の挙動(名大工)。クロムをグラファイト上に蒸着し、各温度で金属側からイオンを照射し、金属と炭素との反応および金属原子のスパタリングの測定を行なった。イオンの飛程が金属膜厚にくらべて長い時には、高温では炭化反応が進行し、最終的には【Cr_3】【C_2】が生成することを見つけた。(2) 鉄イオン注入のグラファイトからの水素脱離に対する影響(富山大)。鉄を注入したグラファイトに水素を注入し、昇温脱離実験を行ない。鉄を注入しないときに観測された第1ピークが消滅し、第2ピークのみが強く表れることを見つけた。(3) グラファイトにおける水素の吸収放出挙動(阪大工)。グラファイトの水素イオン照射による損傷の模様をSEMで観察した。また700℃でグラファイトと水素ガスを接触させた結果、水素がグラファイト中に吸収されることを明らかにした。(4) sus316に対する水素同位体の吸蔵に対する酸化膜の影響(九大工)。sus316を水素同位体ガス中に放置し、吸収されるトリチウムの測定の結果、酸化膜の存在によるおくれとトリチウムの拡散係数を求めた。(5) sus304における水素透過スパイクに関する研究(阪大工)。sus304膜に水素を注入し透過する水素量のスパイクの原因が、注入水素イオンによる照射損傷であることを明らかにした。(6) 重照射下における水素の再放出(岡山理科大)。模擬計算の結果、水素の再放出における拡散と衝突との相乗効果の寄与を明らかにした。