ボロン膜中に照射された高エネルギー水素同位体の滞留挙動及び化学状態の解明

硼薄膜中辐照高能氢同位素的保留行为和化学状态的阐明

• 批准号: 08J10337
• 负责人: 吉河 朗
• 金额: $ 0.38万
• 依托单位: Shizuoka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J10337/
• 关键词: トリチウム; ボロニゼーション; D-T核融合反応; XPS; TDS; P-CVD; 酸化ホウ素および炭化ホウ素

本研究では、D-T核融合炉内において壁コンディショニング材として検討されているボロン膜において、酸素や炭素を容易に捕捉することに着目し、トリチウム使用の安全性の観点から、ボロン膜中におけるトリチウムの滞留挙動に及ぼす炭素或いは不純物含有効果について研究を行ってきた。本研究では、トリチウムの同位体である重水素を使用し、酸素或いは炭素を含有したボロン膜に高エネルギーの重水素イオン(1.0keV D_2^+)を照射し、膜中の重水素の捕捉および脱捕捉過程について、XPS(X線光電子分光法)およびTDS(昇温脱離法)を用いて、定性的かつ定量的な解明を行った。その結果、酸素や炭素を介した各捕捉サイトへの重水素の優先的な捕捉が確認され、特に炭素含有ボロンにおいては、1.0×10^<22>D^+m^<-2>での照射時において、ホウ素による捕捉の約4倍量以上の重水素の捕捉が確認された。以上の結果は、膜中に照射した重水素イオンはイオンの状態で拡散および捕捉することが予想されたため、照射された重水素イオンは、ホウ素と比較して電気陰性度の高い酸素や炭素に容易に引き付けられたことが考えられた。また、膜中の重水素の脱捕捉過程について活性化エネルギーを算出したところ、酸素や炭素によって捕捉された重水素の脱離に関する活性化エネルギーは、ホウ素によって捕捉された重水素のそれらよりも高いことがわかった。以上より、酸素や炭素によって捕捉された重水素はホウ素によって捕捉されたサイトと比較し、より深いポテンシャルの谷への落ち込みが考えられた。また、各試料における活性化エネルギー値の変化を決定付けたものとしては、律速過程である脱捕捉に起因することがわかった。また、以上の結果を用いて、酸素或いは炭素含有ボロン膜に照射した高エネルギー水素同位体の捕捉から脱捕捉までの一連の過程についてモデル化を行った。

This study is aimed at investigating the safety of the use of carbon in nuclear fusion furnaces, such as D-T nuclear fusion furnace, and D-T nuclear fusion furnace. In this study, the use of heavy element, acid element or medium carbon in the isotope of heavy element in the film was studied by irradiation with high concentration of heavy element (1.0 keV D_2^+), capture and desorption of heavy element in the film, XPS(X-ray photoelectron spectroscopy) and TDS(temperature desorption method). As a result, it was confirmed that the preferential capture of heavy water in each capture medium was due to the presence of carbon, and that the capture of heavy water in the presence of carbon was due to the presence of carbon, 1.0×10^<22>D^+m^<-2>, and that the capture of heavy water in the presence of carbon was due to the presence of carbon, and that the capture of heavy water was due to the presence of carbon. The above results show that the concentration of carbon in the medium is higher than that in the medium. In the process of de-capture of heavy water in the membrane, the activation of heavy water in carbon is calculated, and the activation of heavy water in carbon is calculated. The above factors are related to the carbon content, the carbon content and the carbon content. For each sample, the activation of the sample is determined by the activation of the sample. The above results were obtained by irradiation of a thin film containing carbon, acid, or iodine, and by a process of capture and desorption of the isotope.

项目成果

Chemical behavior of hydrogen isotopes into boronized film in LHD

• DOI: 10.1016/j.jnucmat.2008.12.126
• 发表时间: 2009-04
• 期刊: Journal of Nuclear Materials
• 影响因子: 3.1
• 作者: A. Yoshikawa;Y. Kikuchi;T. Suda;N. Ashikawa;K. Nishimura;A. Sagara;N. Noda;Y. Oya;K. Okuno

ボロン膜中におけるトリチウム滞留挙動の評価

硼膜中氚保留行为的评价

• 发表时间: 2008
• 作者: A. Yoshikawa;et al.;Takashi Iida;酒井秀紀;飯田崇史;富沢直也;吉河朗
• 通讯作者: 吉河朗

炭素イオンおよび重水素イオン同時照射におけるタングステン中の水素同位体滞留挙動

碳离子和氘离子同时辐照下钨中氢同位素保留行为

• 发表时间: 2008
• 作者: A. Yoshikawa;et al.;Takashi Iida;酒井秀紀;飯田崇史;富沢直也;吉河朗;富沢真也;藤井拓人;吉河朗
• 通讯作者: 吉河朗