Positron annihilation study of tungsten exposed to low-energy deuterium plasma

低エネルギー重水素プラズマに暴露したタングステンに関する陽電子消滅研究

平出 哲也  ; 古田 光*; 鳥養 佑二*; 藤村 由希; 満汐 孝治*

Hirade, Tetsuya; Furuta, Hikaru*; Torikai, Yuji*; Fujimura, Yuki; Michishio, Koji*

低エネルギー重水素プラズマに暴露した多結晶タングステン(ITERグレード)試料を、Naを陽電子源として用い、陽電子消滅寿命測定を実施した。重水素プラズマのエネルギーは低いため、その効果は表面付近のみに現れると予測された。しかしながら、プラズマに暴露した試料の陽電子消滅平均寿命は暴露処理していない試料よりも長くなった。さらに、試料が2mm程度の厚みであるにもかかわらず、プラズマを暴露した面ではない反対側の面の測定を実施しても、表面とほぼ同じ結果が得られた。タングステン中に水素や重水素が存在することで欠陥が導入されるという報告は今までにないが、この結果は試料内部において重水素の影響で欠陥が導入された可能性を示している。

Positron annihilation lifetime (PAL) measurements by use of a positron source of Na were performed for polycrystalline ITER-grade tungsten samples exposed to low-energy deuterium plasma. The energy of deuterium plasma was low and then it was expected that it would affect just near-surface region. However, we obtained the longer mean positron annihilation lifetime in the tungsten samples exposed to the low-energy deuterium plasma than the virgin tungsten samples. Moreover, almost same longer values were obtained even on the other (no exposed) side of the samples, although the thickness of the samples were about 2 mm. Although, there has been no report of observation of defect formation by existence of hydrogen or deuterium in tungsten, the results indicated that deuterium existence in tungsten can be one of reasons of defects formation.