酸化タングステンにおける水素放出挙動

Release behavior of hydrogen in tungsten oxide films

小関 新司*; 永田 晋二*; 土屋 文*; 四竈 樹男*; 山本 春也; 井上 愛知

Koseki, Shinji*; Nagata, Shinji*; Tsuchiya, Bun*; Shikama, Tatsuo*; Yamamoto, Shunya; Inoue, Aichi

核融合炉内において金属タングステンのスパッタ・再堆積により形成される三酸化タングステン(WO)中の水素の吸放出に関する素過程を把握することを目的とし、反跳粒子検出法(ERDA)及びラザフォード後方散乱分析法(RBS)を用いて、WO薄膜中の水素の熱放出過程を調べた。反応性スパッタリング法を用いてSi基板上に作製した膜厚約350nmのWO薄膜に対して、真空中で熱処理温度50200C,熱処理時間5180分の範囲で等温及び等時焼鈍したところ、膜中水素は加熱開始直後に急激に放出され、その後は緩やかに減少することがわかった。熱処理時間に対する水素濃度の変化に質量平衡方程式を適用し、水素放出にかかわる脱捕獲,捕獲,水素原子から水素分子への再結合、それぞれの素過程を考慮した水素放出エネルギーを求めた結果、0.51eVと見積もることができた。この値は、炭素系材料中の水素放出エネルギー(1.3eV)に比べ低いことから、核融合炉第一壁材として金属タングステンを用いると、炭素材料を用いた場合に比べ、壁材内に吸蔵される残留トリチウムの低減化に有効であると考えられる。

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