実機高温プラズマ装置における粒子リサイクリングに対するヘリウムの影響に関する研究

实际高温等离子体装置中氦气对粒子回收的影响研究

• 批准号: 22KJ2395
• 负责人: 岳 其霖
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2395/
• 关键词: 水素リサイクリング; ヘリウムリサイクリング; FESTA; 表面再結合; 表面障壁; QMSガス絶対感度校正; 粒子バランス; プラズマ長時間放電

当該年度では、九州大学の球状トカマク実験装置QUESTにおいて高速試料搬送装置（FESTA）を用い、室温でニラコ社に提供されたタングステン試料（φ60 mm、厚み0.5 mm）を長時間水素プラズマに約910秒曝露して実験を3回連続に実施した。各放電の間隔は粒子放出に十分な70分とした。試料表面の水素放出束が増加していることが観測され、粒子放出特性の計測は成功したと考えられる。一方、粒子放出挙動を解明し、プラズマ放電中タングステン表面状態を表す表面障壁ECを評価するために、捕獲・脱捕獲を組み込んだ水素拡散・表面再結合モデル―二層モデルを構築した。モデル計算で表面障壁を評価し、プラズマ曝露でタングステン内に捕捉された水素原子の増加につれて、溶解水素の数が増加になることが判った。その結果、タングステン試料における水素リサイクリングが活発になり、実験結果と一致することになる。プラズマ対向壁の表面状態とリサイクリングに対する水素とヘリウム（He）の複合効果を調べるために、FESTAを用いてHe照射したタングステン試料を前述と同様な放電条件のQUESTプラズマに曝露し、水素・Heリサイクリングを直接計測した。ヘリウム照射有無の実験結果を比較することにより、Heの存在で放電中の水素リサイクリングが増加になることが判り、Heリサイクリングが連続水素プラズマの曝露により減少することが観測された。以前から提唱した水素バリアモデルのより、試料内部のHeの存在で水素原子が大量に試料内部に溶解することになり、水素リサイクリングが増加することになると推測している。一方、Heリサイクリングは連続の放電により減ることが観測されたため、タングステン試料内に弱く捕捉されているHe原子が水素の侵入により減少になるのを予測する。これから、物理過程を解明するために、モデルを再構築する予定となる。

When this year, Kyushu University QUEST equipment high-speed material handling device (FESTA) is used, and the room temperature temperature is used to provide high-temperature materials (φ 60 mm, thickness 0.5 mm) for a long time, the temperature is about 910 seconds. The particles are separated by each other, and the particles are released at 70 minutes. On the surface of the material, the water release beam is added to the material surface, and the particle emission properties are calculated successfully. On the one hand, the particles are released, the particles are released, the surface morphology of the particles is released, the surface barrier is EC, the water is dispersed on the surface of the trapping system, and then combined with the water dispersion surface of the trapping system. The surface barrier is calculated, the surface barrier is exposed, the water atom is captured, the water atom is added, and the number of dissolved water is added. The results show that the results are consistent and the results are consistent. On the surface of the wall, the water content is not affected. (He) the compound is used. The FESTA is irradiated with the He. The material is irradiated by the QUEST. The exposure condition is the same as the exposure condition, and the moisture content is measured directly. The results showed that there was no significant difference in the results of radiation exposure. The results showed that there were significant differences between the two groups in the exposure of water, He, and He. The results showed that there were significant differences between the two groups. In the past, there were a large number of water atoms in the He, water atoms in the material, water atoms, water atoms, water atoms On the one hand, the He device is in contact with each other, and the other side is responsible for the weak capture in the material, the He atom, the water element, the water element, the water, the water. The physical process and the physical process are used to explain the situation, and then the predetermined conditions are determined.

项目成果

QUESTにおける高速試料搬送装置（FESTA）を用いたリ粒子サイクリングの評価

使用 QUEST 的高速样品传输装置 (FESTA) 评估颗粒循环

• 发表时间: 2022
• 作者: 岳其霖;花田和明;吉田直亮;島袋瞬;大宅諒;出射浩;恩地拓己;黒田賢剛;池添竜也;井戸毅;長谷川真;東島亜紀;永田貴大;川崎昌二;河野香
• 通讯作者: 河野香

Preliminary results of Hydrogen Recycling with Fast Ejecting System of Targeted Sample (FESTA) on QUEST

QUEST 目标样品快速喷射系统 (FESTA) 氢气回收的初步结果

• 发表时间: 2022
• 作者: 岳其霖;花田和明;吉田直亮;島袋瞬;大宅諒;出射浩;恩地拓己;黒田賢剛;池添竜也;井戸毅;長谷川真;東島亜紀;永田貴大;川崎昌二;河野香;YUE Qilin
• 通讯作者: YUE Qilin

Direct measurement of dynamic retention from plasma exposed tungsten & stainless-steel type 316L specimen using Fast Ejecting System of Targeted Sample (FESTA) on QUEST

直接测量暴露于等离子体的钨的动态保留

• 发表时间: 2022
• 作者: Qilin YUE;Kazuaki HANADA;Makoto OYA;Shinichiro KOJIMA;Hiroshi IDEI;Takumi ONCHI;Kengoh KURODA;Naoaki YOSHIDA;Ryuya IKEZOE;Makoto HASEGAWA;Shun SHIMABUKURO;Aki HIGASHIJIMA;Takahiro NAGATA;Shoji KAWASAKI
• 通讯作者: Shoji KAWASAKI

Research on Dynamic Retention Using Fast Ejecting System of Targeted Sample (FESTA) in QUEST

QUEST中目标样品快速喷射系统（FESTA）的动态保留研究

• 发表时间: 2021
• 作者: YUE Qilin;HANADA Kazuaki;OYA Makoto;MATSUO Shogo;KOJIMA Shinichiro;HIRANAKA Yoshiki;IDEI Hiroshi;ONCHI Takumi;KURODA Kengoh;YOSHIDA Naoaki;IKEZOE Ryuya;LIU Yukai;FUKUYAMA Masaharu;HASEGAWA Makoto;SHIMABUKURO Shun;HIGASHIJIMA Aki;NAGATA Tak
• 通讯作者: NAGATA Tak

高温プラズマ理工学研究センターにおける研究成果

高温等离子体科学与工程研究中心研究成果