JT-60Uタングステン被覆タイルの表面形状変化と重水素蓄積

Surface morphology and deuterium retention in tungsten coating tiles used at JT-60U

福本 正勝; 仲野 友英; 伊丹 潔; 上田 良夫*; 田辺 哲朗*

Fukumoto, Masakatsu; Nakano, Tomohide; Itami, Kiyoshi; Ueda, Yoshio*; Tanabe, Tetsuo*

タングステンは燃料粒子による損耗が小さいなどの特徴を持つため、将来の核融合炉におけるプラズマ対向壁の候補材料である。そのため、プラズマ照射実験などでタングステンの表面変化や重水素の蓄積が調べられており、これらのことが理解されつつあるが、トカマク実験装置を用いた結果は少ない。基礎実験の装置とトカマク装置とでは粒子束などの条件が異なるため、トカマク装置を用いて調べる必要がある。特に、大型トカマク装置でのタングステン壁の重水素の蓄積分布を調べることは、将来の核融合炉でのタングステン壁へのトリチウム蓄積量を予測する観点から重要である。JT-60Uでは、2003年に外側ダイバータの一部に、タングステンを被覆した炭素繊維複合材料のタイルを設置し、2004年の実験終了後に取り出した。本研究は、このタイルの表面状態を走査型電子顕微鏡で観察し、重水素の深さ分布を二次イオン質量分析法で測定した。その結果、表面はプラズマ照射前と比べて明確なブリスタの形成はなく、大きな変化は見られなかった。しかし、重水素の蓄積に関しては、表面から30mあるいはそれより深い位置への重水素の蓄積が見られた。

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