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

JT-60U第一壁への水素同位体蓄積分布に関する研究

吉田 雅史; 田辺 哲朗*; 杉山 一慶*; 林 孝夫; 正木 圭; 柳生 純一; 佐藤 正泰

Yoshida, Masafumi; Tanabe, Tetsuo*; Sugiyama, Kazuyoshi*; Hayashi, Takao; Masaki, Kei; Yagyu, Junichi; Sato, Masayasu

JT-60Uのプラズマ対向炭素タイルについて、SEM(走査型電子顕微鏡),XPS(X線光電子分光法),昇温脱離法(TDS)を用いてタイル中に蓄積される水素(軽水素: H, 重水素: D)を測定した。SEM、及びXPSによる表面分析より、第一壁は通説通り損耗していることを確認し、ボロニゼーションによるDの影響を切り分けて、DD放電中に炭素タイルに蓄積される水素蓄積の追跡に成功した。それによると第一壁において、単位面積,単位時間あたりの水素蓄積量(H及びD)はダイバータ領域の再堆積層のものと比較するとかなり少なく、ダイバータ領域における損耗域と同程度で少ないことも判明できた。しかし第一壁は真空容器の中で大面積を占めるため、その積分量はダイバータ全体のそれに匹敵するほど大きくなり得るため、さらに広範囲に及ぶ詳細な分析が必要であることが判明した。

We have investigated hydrogen isotopes retention in the graphite outboard first wall tiles of JT-60U by means of TDS, SIMS and SEM. The SEM examination confirms that these tiles are mostly eroded. Differently from graphite divertor tiles, in which H retention was dominated owing to HH discharges preformed after DD discharges to remove tritium, deuterium is dominated in hydrogen isotopes retention of the first wall tiles and penetrates deeper from the surface. This is attributed to injection of high energy D and difficulty of isotopical replacement owing to their lower temperature. Although the total retention of the hydrogen isotopes in the unit area of the first wall region normalized by discharge duration is not large, the integrated amount over the whole surface could be appreciably large. This type of hydrogen retention could be also possible for the metallic wall.