JT-60Uのダイバータプラズマに曝した被覆タングステンへの水素蓄積機構

Mechanisms of hydrogen retention in the tungsten coating layer exposed to JT-60U divertor plasmas

福本 正勝; 仲野 友英; 上田 良夫*; 久保 博孝

Fukumoto, Masakatsu; Nakano, Tomohide; Ueda, Yoshio*; Kubo, Hirotaka

JT-60Uの外側ダイバータプラズマに曝した被覆タングステンへの水素蓄積機構を調べた。被覆タングステン中にはプラズマ放電によって入射した炭素が蓄積しており、この炭素に重水素が捕獲されていた。炭素の進入深さは20mであり、これは炭素の拡散係数から予測される拡散距離に比べて1桁以上深かった。また、蓄積した炭素の化学結合状態は、グラファイト、アモルファスおよびWCであった。タングステン原子と化学結合せずに結晶中に存在できる炭素原子の割合は0.1%以下であるにも関わらず、グラファイト状およびアモルファス状炭素が1-10%存在していた。したがって、炭素は主に結晶粒界や微小空洞に蓄積していると考えられる。以上の結果より、入射した炭素が結晶粒界や微小空洞を通って深くまで進入後、タングステンの結晶粒内へ拡散してWCを形成し、蓄積した炭素が主に重水素を捕獲したと考えられる。

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