Characteristics of tungsten and carbon dusts in JT-60U and evaluation of hydrogen isotope retention

JT-60Uにおける炭素及びタングステンダストの特性と水素同位体保持量の評価に関する研究

芦川 直子*; 朝倉 伸幸; 福本 正勝; 林 孝夫; 上田 良夫*; 室賀 健夫*

Ashikawa, Naoko*; Asakura, Nobuyuki; Fukumoto, Masakatsu; Hayashi, Takao; Ueda, Yoshio*; Muroga, Takeo*

JT-60Uで採取されたダストに対し、炭素主成分中のタングステン(W)含有量及びダストに含まれる水素同位体保持量の分析結果を発表する。Wタイルが設置されたダイバータ周辺で収集したダスト中のW含有量を評価した結果、ドーム下の3か所にてW含有ダストが検出された。微量であるダスト粒子の成分(さらにW含有量は1%以下)を分析するため、インジウムペーストにダストを固定し真空中でX線光電子分光法により分析する手法を確立した。ダストはプラズマ対向面で成長・生成したと考えられ、その場所はIMPGYROコードによる蓄積位置と比較するとよく一致しており、Wダイバータ配位時の堆積層からダストが生成されたと考えられる。さらに、ダストの水素同位体保持量については昇温脱離法で分析した。バルクタイルにおける蓄積量と比較すると単位質量あたりの保持量は1桁多く、1000K以上の高い温度にてピークを持つ特徴があり、これはダスト中の炭素構造に起因していると考えられる。

In this study, W concentrations of dusts at P-8 section and hydrogen isotope retentions in dusts are analyzed. Compositions of C including W material dusts were observed in JT-60U. For an enhanced resolution of the XPS measurement to analyze quantitatively the composition of the dust flakes, the new analysis using XPS with indium foil was done and showed that the dust flakes contains about less than 1% of tungsten in carbon. Compositions of tungsten-carbon mixed dusts at different poloidal positions are reported. Produced areas of dust including W is estimated on the outer doom wing by IMPGYRO code. Relative intensities at low temperature regions were smaller than bulk divertor target, which may be caused by the high baking/operation temperature. Amounts of retained Hydrogen/Deuterium in dust particles depend on internal defects and carbon composition of dusts.