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Temperature dependence of blistering and deuterium retention in tungsten exposed to high-flux and low-energy deuterium plasma

高フラックス・低エネルギーの重水素プラズマ照射によるタングステンのブリスタリングと重水素滞留の温度依存性

洲 亘; 磯部 兼嗣; 山西 敏彦

Shu, Wataru; Isobe, Kanetsugu; Yamanishi, Toshihiko

タングステンでのブリスタリング挙動と滞留挙動の解明が炉心プラズマへの不純物制御やトリチウム滞留量の制御にとって重要である。本研究では、高フラックス・低エネルギーの重水素プラズマ照射によるタングステンのブリスタリングと重水素滞留の温度依存性を調べた。315Kにおいては、入射フルエンスが10$$^{27}$$D/m$$^{2}$$になっても、まれな低ドームのブリスタしか観測されなかった。温度の上昇とともにブリスタの数も増えるし、そのドームも高くなった。500K付近になると、2種類のブリスタが現れた。大きいブリスタ(数十ミクロンまで)と微細なブリスタ(数ミクロン以下)は、両方ともそのドーム高さと外径との比率が従来報告値の一桁以上であった。600K以上になるとブリスタの数が減るが、1000Kにおいてはブリスタが観測されなかった。また、高フルエンス照射後昇温脱離実験により、重水素滞留量が500K付近に最大値を持っていることを確認した。タングステンの温度を制御することで水素同位体プラズマによるブリスタリングと水素滞留を抑制できることを明らかにした。

At 315 K, only sparse low-dome blisters appeared even the fluence was increased to 10$$^{27}$$ D/m$$^{2}$$. At around 400 K, the blisters became much denser and the dome of blisters became a little higher. Peculiar change occurred around 500 K, where two kinds of blisters appeared. One is the large blisters with sizes of a few tens of microns and varying ratios of height against chord (up to 0.6), and the other is the small blisters with chords of less than a few microns and large ratio of height against chord (about 0.7). In high temperature region (higher than 600 K), the blisters became much sparser with the increasing temperature and disappeared at 1000 K. Deuterium retention showed the maximum around 500 K, corresponding to the appearance of two kinds of high-dome blisters.

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パーセンタイル:6.91

分野:Nuclear Science & Technology

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