低エネルギー(100eV以下)イオンと炉壁材料との相互作用の物理・化学過程の解明

阐明低能（100eV以下）离子与反应器壁材料相互作用的物理和化学过程

• 批准号: 62055014
• 负责人: 森田 健治
• 金额: $ 3.52万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Fusion Research
• 财政年份: 1987
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1987 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-62055014/
• 关键词: 低エネルギー金属イオンの反射率; 反射率に対する化学結合効果; 水素の拡散係数; 水素の脱捕獲係数; 水素のリサイクリング; 反跳粒子検出法; グラファイト; 水素濃度分布の動的測定

本年度は, 前年度に設備した低エネルギーイオン源を用いて, Cu^+イオンのグラファイト表面および金表面における反射率のエネルギー依存を測定した. これと平行して, 実機条件下のグラファイト表面における水素リサインクリングの基礎データを得るため, 高温・照射下における水素濃度分布の動的測定を行った. 更にグラファイトにおける水素の拡散機構を明確にするため, 希ガス原子の拡散係数を測定した.Cu^+イオンのグラファイト表面における反射率は5eVから200eVの範囲で0.1以下であることが判明した. この実験結果は, グラファイト表面には金属不純物がきわめて堆積しやすいことを示している. 又Cu^+イオンの金表面における反射率はエネルギーの増加と共に増加し, 50eVにおいて最大値0.3を取り, その後のエネルギーの増加と共に減少することが判明した. この反射率が最大値をもつという化学結合効果は, 本研究において始めて実験的に観測された.照射下における水素濃度分布の動的測定の結果, グラファイトにおける飽和水素濃度分布は投影飛程の近傍で最大値をもち, その値は室温から600℃の範囲において6×10^<22>/cm^3から5.5×10^<21>/cm^3まで変化することが判明した. ビーム照射停止後の水素濃度の減衰の時定数, ビーム照射停止後の平衡捕捉水素濃度, および飽和水素濃度分布の解析から求めたグラファイト中の水素の拡散係数の活性化エネルギーは0.2eV程度ときわめて低いことが判明した. この値は希ガス原子の拡散係数の活性化エネルギーとほぼ等しいことから, 水素がグラファイト層間を移動する時の活性化エネルギーであると結論される. 又ビーム停止後平衡状態にある試料の加熱により求めた水素の脱捕獲の活性化エネルギーは0.4eVであることが判明した.

This year, compared with the previous year, the equipment has low reflectivity and low reflectivity. In parallel, the measurement of water concentration distribution under high temperature and irradiation conditions was carried out. In addition, the dispersion mechanism of water element is clearly defined, and the dispersion coefficient of water element is determined. The reflectivity of water element surface is determined from 5 eV to 200eV and below 0.1 eV. As a result, metal impurities accumulate on the surface of the substrate. In addition, the reflectivity of Cu^+ on the gold surface increased and decreased, and the maximum value was 0.3 at 50eV. The maximum reflectance of this material is determined by chemical combination. As a result of the measurement of the water concentration distribution under irradiation, the saturated water concentration distribution in the range from 6×10^<22>/cm^3 to 5.5×10 ^/cm^3 <21>was determined from the maximum value near the projection flight path to the maximum value near the projection flight path from room temperature to 600℃. Time of decay of water element concentration after radiation stop, equilibrium capture of water element concentration after radiation stop, analysis of saturation water element concentration distribution, determination of activation coefficient of water element dispersion coefficient in water element after radiation stop, determination of activation coefficient of water element dispersion coefficient after radiation stop, determination of activation coefficient of water element after radiation stop, determination of activation coefficient This value is expected to increase the atomic dispersion coefficient and the activation coefficient. The equilibrium state after the shutdown of the sample was determined by heating and de-activation of the water element at 0.4eV.