Diffusion of tritium in intermetallic compound -LiAl; Relation to the defect structure

金属間化合物-LiAl中のトリチウムの拡散; 欠陥構造との関係

須貝 宏行

Sugai, Hiroyuki

原子力機構で実施した37TBq(1kCi)規模の核融合燃料用トリチウムの試験製造においては、Li合金及びLi化合物のターゲットを原子炉照射することでLi(n,)H反応により生成したトリチウム(H)を、ターゲットを加熱することで抽出し、回収した。ターゲットに用いた-LiAl金属間化合物は、熱伝導性が高いため照射中の除熱が容易であり、加えて、融点(966K)が比較的低いため、ターゲットを加熱溶融することで容易にトリチウムを抽出できるなどの特徴を持つ。-LiAlは、Li原子とAl原子それぞれがダイヤモンド構造の副格子を構成し、室温でも3at% 以上のLi原子空孔等を構造欠陥として含む特異な化合物である。また、格子欠陥構造の違いがトリチウムの拡散に大きく影響する。従来は、全く考慮されていなかった700K以下と700K以上における格子欠陥構造の違いを考慮し、この領域における-LiAl中のトリチウムの拡散係数及びその活性化エネルギーの正確な値を得た。

The diffusion coefficients and its activation energy (103.79.5 kJ/mol) for tritium in intermetallic compound -LiAl are determined at temperatures from 699 to 886 K. Though the present result for the diffusion coefficient is almost the same as that reported earlier, the activation energy turns out nearly twice of that (64.93.8 kJ/mol) reported earlier. On the basis of the crystal structure and defect structure, the large activation energy of this study suggest that tritium diffuses interstitially and is impeded by an attractive interaction with lithium atoms in lithium sublattices.