関連技術システム解析・評価

核融合炉第1壁候補材、鉄、ニッケル、銅、モリブデン等について、イオン状で打ち込まれた水素あるいはトリチウムの金属壁材料中への蓄積量と透過量を評価した。その結果、ステンレス鋼の材料である鉄、ニッケルについて透過量、蓄積量共に大きいことが分かり、銅は何れも小さく障壁膜として使える事がわかった。またプラズマ室内には水素分子が残留しており、特に高温では残留水素ガスが透過量、蓄積量を増大させ、影響が大きいことがわかった。実際、水素分子が多数ステンレス材料表面に残留している状態でプラズマを発生させ、水素の透過を実験的に検討したところ、通常のガス圧による透過量より〓かに大きな透過が観測された。この透過は壁表面の水素原子によって引き起こされるが、ある圧力条件では電子によって増大する様子が示された。水素、重水素を用いてプラズマ透過量を比較した結果、最大1.4の同位体効果が観測された。トリチウムによる実験も行なわれ、透過が実測された。トリチウムの利用効率を高め、更に安全性を高めるため、燃料配管系に付着するトリチウム量評価が必要である。これを実験的検討するため、電離箱によるトリチウム測定においてトリチウムの金属表面汚染がメモリー効果となることに注目して、これを逆に応用し、配管表面トリチウム付着量を実測した。ステンレスに関しては、表面に形成される酸化鉄皮膜がトリチウム挙動を複雑にしている様子を明らかにした。また石英表面へのトリチウム付着量を測定した。一方核融合炉からのエネルギー取出しの効率化を目指す、コンパクトMHD発電の構造上の整合性の検討を行なった。特に水銀蒸気とセシウムシード率、発電機電極構成の最適値、電離不安定現象の検討を行なった。

核融合炉第1壁候補材、鉄、ニッケル、銅、モリブデン等について、イオン状で打ち込まれた水素あるいはトリチウムの金属壁材料中への蓄積量と透過量を評価した。その結果、ステンレス鋼の材料である鉄、ニッケルについて透過量、蓄積量共に大きいことが分かり、銅は何れも小さく障壁膜として使える事がわかった。またプラズマ室内には水素分子が残留しており、特に高温では残留水素ガスが透過量、蓄積量を増大させ、影響が大きいことがわかった。実際、水素分子が多数ステンレス材料表面に残留している状態でプラズマを発生させ、水素の透過を実験的に検討したところ、通常のガス圧による透過量より〓かに大きな透過が観測された。この透過は壁表面の水素原子によって引き起こされるが、ある圧力条件では電子によって増大する様子が示された。水素、重水素を用いてプラズマ透過量を比較した結果、最大1.4の同位体効果が観測された。トリチウムによる実験も行なわれ、透過が実測された。トリチウムの利用効率を高め、更に安全性を高めるため、燃料配管系に付着するトリチウム量評価が必要である。これを実験的検討するため、電離箱によるトリチウム測定においてトリチウムの金属表面汚染がメモリー効果となることに注目して、これを逆に応用し、配管表面トリチウム付着量を実測した。ステンレスに関しては、表面に形成される酸化鉄皮膜がトリチウム挙動を複雑にしている様子を明らかにした。また石英表面へのトリチウム付着量を測定した。一方核融合炉からのエネルギー取出しの効率化を目指す、コンパクトMHD発電の構造上の整合性の検討を行なった。特に水銀蒸気とセシウムシード率、発電機電極構成の最適値、電離不安定現象の検討を行なった。