Temperature dependence of surface topography and deuterium retention in tungsten exposed to low-energy, high-flux D plasma

低エネルギー,高フラックスの重水素プラズマに曝したタングステンの重水素保持量及び表面構造の温度依存性

Alimov, V.; 洲 亘*; Roth, J.*; Lindig, S.*; Balden, M.*; 磯部 兼嗣; 山西 敏彦

Alimov, V.; Shu, Wataru*; Roth, J.*; Lindig, S.*; Balden, M.*; Isobe, Kanetsugu; Yamanishi, Toshihiko

低エネルギー(38eV/D)かつ高フラックス(10 D/ms)の重水素プラズマに曝した再結晶タングステンのブリスタリングと重水素保持量を320から800Kの温度領域で、電子顕微鏡,昇温脱離法,核反応法等で調べた。照射温度に対応して、さまざまな形状のブリスタが観察されたが、700K以上の温度ではブリスタの形成が観察されなかった。重水素保持量は、温度とともに上昇し、10D/mのフルエンスでは530Kで710D/m、10D/mのフルエンスでは480Kで110D/mの最大値をそれぞれ示した。これ以上に温度が上昇すると保持量は低下し800Kでは、10D/mであった。

Blistering and deuterium retention in re-crystallized tungsten exposed to a low energy (38 eV/D) and high deuterium ion flux (10 D/ms) D plasma at ion fluences of 10 and 10D/m at temperatures in the range from 320 to 800 K have been examined with scanning electron microscopy, thermal desorption spectroscopy (TDS), and the nuclear reaction. During exposure to the D plasma blisters with various shapes and sizes depending on the exposure temperature are formed on the W surface. At the temperatures above 700 K the blisters disappear. The deuterium retention increases with the exposure temperature, reaching its maximum value of about 710 D/m at 530 K and about 110 D m at 480 K for ion fluences of 10 and 10 D/m, respectively. As the temperature grows further, the D retention decreases to about 10 D/m at 800 K.