多重イオン照射によるリチウムタイタネイトの微細構造変化のFTIR-PASを用いた観察

Observation of microstructural changes in lithium titanate with multi-ion irradiation by using FTIR-PAS

八巻 大樹; 有賀 武夫; 谷藤 隆昭*; 實川 資朗

Yamaki, Daiju; Aruga, Takeo; Tanifuji, Takaaki*; Jitsukawa, Shiro

核融合炉ブランケット材料の健全性評価には、構造材料及び機能性材料間の両立性等の評価が必要となる。そのためには、核融合炉環境下における材料特性変化の原因となる微細構造変化について理解する必要がある。核融合炉における照射環境を模擬するものとして、酸素,水素,ヘリウム各イオンを同時に照射する多重イオン照射実験を、核融合炉用固体増殖材料候補であるリチウムタイタネイトに対して行い、その微細構造変化についてFTIR-PASを用いて観察した。その結果、照射によってTiOの分離生成や、表面近傍のOH基の生成が観測され、それぞれの生成量は照射によるはじき出し損傷量や照射方法に強く影響されることがわかった。このことは、照射によるリチウムタイタネイト中の微細構造変化が、核反応によって生成するトリチウムの放出挙動や、ブランケット構造材料との両立性に大きな影響を及ぼす可能性を示唆している。

The microstructural changes in lithium titanate, which is regarded as one of the most suitable candidates for the solid tritium breeder material of D-T fusion reactors, irradiated with the H, He and O beams were observed by FT-IR PAS. The results suggest that the amount of TiO formed in the material and OH near the surface are strongly affected by displacement per atom occurred with irradiation and the method of irradiation. This suggests that the microstructural changes in lithium titanate by irradiation affect the tritium release behavior generated by nuclear reaction, and the compatibility between the breeding materials and the structural materials.