Effects of carbon impurity on deuterium retention in VPS-tungsten coatings exposed to JT-60U divertor plasmas

JT-60Uダイバータプラズマに曝されたVPS-W被覆への重水素蓄積に対する炭素不純物の影響

福本 正勝; 仲野 友英; 伊丹 潔; 和田 隆明*; 上田 良夫*; 田辺 哲朗*

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

炉内トリチウムの蓄積量を低減させるため、ITERでは第一壁をタングステンで被覆することが検討されているが、リミタなどの高熱負荷機器は炭素を使用する可能性がある。そのため、炉内のトリチウム蓄積量を予測するためには、炭素不純物の影響を評価する必要がある。本研究では、JT-60Uに設置されたタングステン被覆タイルへの重水素蓄積に対する炭素不純物の影響を調べた。プラズマ放電によって炭素タイルから損耗した炭素不純物が被覆タングステンへ蓄積しており、この炭素不純物に重水素が捕獲されていた。その結果、被覆タングステン中のD/Cは0.04-0.08となり、炭素堆積層中のT/Cに対して1/2-1/4に達していた。したがって、将来の核融合炉での炭素と被覆タングステンの同時使用によって、被覆タングステン中のトリチウムの蓄積量が、炭素堆積層と同程度まで増加する可能性がある。

Tungsten coating on the first wall in ITER is proposed to reduce in-vessel tritium retention. However, it is possibility that carbon based materials would be used at high heat load components such as limiter. To predict the tritium retention in tungsten coating, it is essential to investigate the effects of carbon impurity on deuterium retention in tungsten coating. In this study, effects of carbon impurity on deuterium retention in the tungsten coating exposed to JT-60U divertor plasmas were investigated. Deuterium was trapped by carbon which was implanted and accumulated in the tungsten coating during the plasma discharge. D/C ration of 0.04-0.08 in the tungsten coating was reached to 1/2-1/4 compared to T/C ration in carbon co-deposition layer. Therefore, simultaneous use of carbon armor materials and tungsten coating would enhance tritium retention in tungsten coating.