Microstructure dependence of deuterium retention and blistering in the near-surface region of tungsten exposed to high flux deuterium plasmas of 38 eV at 315 K

315Kにおける38eV重水素プラズマ照射によるタングステン表面付近での重水素滞留とブリスタリングの組織依存性

洲 亘; 河裾 厚男; 三輪 幸夫; 若井 栄一  ; Luo, G.-N.*; 山西 敏彦

Shu, Wataru; Kawasuso, Atsuo; Miwa, Yukio; Wakai, Eiichi; Luo, G.-N.*; Yamanishi, Toshihiko

タングステン焼鈍材,部分再結晶材,完全再結晶材,単結晶材での重水素滞留挙動とブリスタリングを昇温脱離法,走査型電子顕微鏡,陽電子消滅法などで調べた。10 D/mまでの高フルエンス照射の試料では、ブリスタからの重水素の爆発的な放出及びブリスタの爆裂を昇温脱離測定と走査型電子顕微鏡観察で確認した。また、陽電子消滅法により、完全再結晶材での欠陥がもっとも少ないことを、並びに部分再結晶材では重水素プラズマ照射による空孔の生成を観測した。さらに、電子後方散乱回折により、ブリスタリングが(111)に近い方位の結晶粒に優先的に起こることを明らかにした。

The dependence of deuterium retention and blistering upon the microstructures of tungsten exposed to 38 eV plasma were studied with TDS, PA and SEM. For samples exposed to higher fluences (up to 10 D/m), a peculiar phenomenon of bursting release of deuterium was found obviously in TDS spectra, where sudden spikes appeared. SEM observations also confirmed the phenomenon of bursting of blisters, even for the single crystal tungsten (111) exposed to 10 D/m at room temperature. The preliminary PA measurements suggested that the vacancy concentration in the near-surface region of the partially-recrystallized tungsten increased after the exposure, and electron back-scattering diffraction (EBSD) results showed that blisters appeared predominantly on the grains with nearly (111) surface orientation.