Retention and depth profile of hydrogen isotopes in gaps of the first wall in JT-60U

JT-60Uの第一壁ギャップにおける水素同位体リテンションと深さ分布

信太 祐二*; 新井 貴; 柳生 純一; 正木 圭; 佐藤 正泰; 田辺 哲朗*; 山内 有二*; 日野 友明*

Nobuta, Yuji*; Arai, Takashi; Yagyu, Junichi; Masaki, Kei; Sato, Masayasu; Tanabe, Tetsuo*; Yamauchi, Yuji*; Hino, Tomoaki*

本研究では、JT-60の放電実験に曝された第一壁タイルを取り出し、タイル表面及び側面の重水素(D)及び軽水素(H)蓄積量を2次イオン質量分析法,昇温脱離法を用いて評価した。分析したタイルは外側ミッドプレーンと内側第一壁のタイルである。側面のギャップ間隔が広くなるとボロン(B)堆積量とD+H蓄積量が増える傾向にあった。D濃度はBとともに増加していたことから、DとBが同時期に蓄積されたものと考えられる。Bの堆積は、ボロニゼーション時の堆積と、主放電時にタイル表面で損耗されたBのギャップへの再堆積の可能性が考えられる。D+H蓄積量は側面上側の方が多かったが、上下でそれほど大きな差はなく、側面の下側へもかなり蓄積することがわかった。内側第一壁タイルの側面(ギャップ間隔20mm)には厚い(10m)炭素堆積層が確認された。イオンはギャップの底には到達できないので、炭化水素のような中性の粒子が堆積したものと考えられる。本研究で調べたギャップ側面のDのリテンションは1e22mのオーダーであった。放電時間あたりの蓄積速度はダイバータ部よりも一桁程度小さいが、第一壁全体のリテンションは非常に大きくなる可能性があることを示唆している。

The hydrogen and deuterium retention in gap side surfaces of the first wall tiles exposed to DD and HH discharges in JT-60U were investigated. The hydrogen and deuterium retention and boron deposition increased with the gap width. The depth profile of deuterium was very similar to that of boron, indicating that deuterium was incorporated with boron. Thick carbon deposition layer ( 1em) was observed in the gap of inboard tile and the atomic ratio in (H+D)/C at the carbon layer was estimated to be approximately 0.15. This value is higher than that observed in the divertor region. In this study, the H+D amount in gap side surfaces of the first wall was of the order of 1e23 1e24m.