トリチウム増殖材料中でのトリチウム移行素過程とその体系化に関する研究

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今年度は、チタン酸リチウムにおける照射欠陥消滅速度及び拡散トリチウムの捕捉速度を明らかにした。さらに、前年度に明らかになったチタン酸リチウムにおけるトリチウムの拡散速度、捕捉サイトと捕脱捕捉速度を基に、計算コードを作成しトリチウム移行モデルを確立した。また、トリチウム移行モデルと実際の実験で得られたトリチウム放出挙動を比較し、モデルの妥当性を検証した。最終的に構築されたトリチウム移行モデルを用い、中性子照射下でのLi_2TiO_3からのトリチウム放出挙動の概算を行った。ここで、ブランケットシステムのような中性子照射環境下ではLi_2TiO_3の温度は高温になることが予想される。中性子照射を開始するとトリチウムの放出速度は増加し、定常状態に到達した。特に中性子フラックスが変化するとトリチウム放出挙動は大幅に変化した。中性子フラックスが増加すると試料内部の欠陥密度が増加し、拡散しているトリチウムの再捕捉が進行しトリチウム放出速度が減少すると考えられた。照射を止めると欠陥生成と消滅のバランスが崩れ、再捕捉率が大幅に減少するためトリチウム放出速度は一旦増加し、拡散速度に従って滞留トリチウムが放出することが分かった。このように本研究で確立されたトリチウム移行モデルは実機環境における中性子照射下でのトリチウム回収研究に適応することが可能であり、本研究の意義や核融合炉開発への貢献は大きいと考えられた。