Hydrogen isotope retention in the outboard first wall tiles of JT-60U

JT-60U第一壁への水素同位体蓄積

吉田 雅史; 田辺 哲朗*; 信太 祐二*; 林 孝夫; 正木 圭; 佐藤 正泰

Yoshida, Masafumi; Tanabe, Tetsuo*; Nobuta, Yuji*; Hayashi, Takao; Masaki, Kei; Sato, Masayasu

JT-60Uの真空容器内壁(第一壁)のトーラス外側のカーボンタイルについて、昇温脱離法((TDS),二次イオン質量分析方(SIMS)、及び走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて水素同位体(重水素)蓄積に関して測定した。外側第一壁では、通説通り損耗していることを確認した。また外側第一壁では、ダイバータ領域と異なり重水素が多く蓄積しており、さらに表面からかなり深い位置にまで重水素が捕獲されていることをSIMSによる深さ測定から明らかとなった。測定された深さは、入射された高速中性粒子入射(NBI)のエネルギーに概略対応するので、この堆積はNBIに起因する高エネルギー重水素に起因することを示唆している。さらに、外側第一壁の水素蓄積量は、単位時間・面積あたりではダイバータ損耗領域のものとほぼ同じで、ダイバータ堆積領域のものと比べ少ない。SIMSから得られた重水素の侵入深さ、及び真空容器に占める第一壁の面積を考慮すると、外側第一壁の炉内全体の蓄積量への寄与は、ダイバータ堆積領域のものと同程度の寄与を与える可能性があることが今回の測定で明らかとなった。

We have investigated hydrogen isotopes retention in the outboard first wall tiles of JT-60U by means of TDS, SIMS and SEM. The outboard first wall tiles of JT-60U are mostly eroded. The total retention (H+D) normalized by a unit area and integrated NBI time in the eroded first wall tiles and the eroded divertor tiles were nearly the same, in spite of the lower temperature of the first wall. Differently from divertor tiles, in which H retention was dominated owing to HH discharges preformed after DD discharges, deuterium is dominated in hydrogen isotopes retention and penetrates deeper from the surface. This is attributed to injection of high energy D and difficulty of isotopic replacement owing to their lower temperature. The integrated amount over the whole surface could be appreciably large. This type of hydrogen retention could be also possible for the metallic wall.