乾式法向けトリチウム化合物分解用の合金に関する研究

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トリチウム実験施設,核融合実験装置からの排気中に含まれるトリチウムの除去には,酸化吸着法(湿式法)が用いられている,現在,研究中の乾式法では水素と安定な化合物を作る金属ベッドの使用が考えられている.しかし,安定な水素化物を作る金属ベッドを用いると除去装置内のトリチウムのインベントリーが増大する.これを避けるために,安定な水素化物を作らない合金の乾式処理への適用性を検討した.前年までに,乾式処理向けトリチウム化合物分解用の合金の候補としてCr-Cu合金系を選定し,その金属の作製を終えた.また,分解挙動測定装置の作製も終了し,作製した合金により幾回かのメタンの分解を行った.本年度は,合金の耐久性の評価を中心に研究を進めた.得られた結果及び成果を以下に記述する.作製した50at%Cr-50at%Cu(以下,Cr50-Cu50)とCrのメタン分解の開始温度を比較するために,2.28K/minの昇温速度でメタン雰囲気下で加熱を行った.メタン分解に伴う水素発生はCrでは1060Kで観測され始めたが,Cr50-Cu50では900Kで発生が見られた.Cuとの合金化により200K程度のメタン分解の低温化が図られた.そこで,Cr50-Cu50のメタン分解の耐久性を見るために,連続2回のメタンの分解を同じ試料で行ったところ,メタン分解の開始温度はCrと同様となり,低温化は見られなくなった.このため,熱膨張率の違いにより発生すると考えられるCuとCr界面の亀裂は,一度目の加熱でしか現れないことが示唆された.即ち,メタンの分解の低温化に寄与したと考えられるCr-Cuの界面に現れる清浄なCr表面は1回目のメタン分解測定にしか現れず,2回目ではメタンの分解温度はCrと同様な温度になったと考えられる.