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論文

Fabrication and stability of binary clusters by reactive molecular ion irradiation

山本 博之; 斉藤 健

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 206(1-4), p.42 - 46, 2003/05

https://doi.org/10.1016/S0168-583X(03)00713-4
 被引用回数：14 パーセンタイル：66.87(Instruments & Instrumentation)

分子イオンを固体表面に照射すると1$$mu$$A/cm$$^{2}$$程度の電流密度においても単原子イオンを照射した場合に比べてクラスター生成効率が非常に高くなることが従来までのわれわれの成果により明らかとなっている。本研究においてはこの現象を応用し、C$$_{6}$$F$$_{5}^{+}$$等の分子イオンをSi(100),B等の表面に照射することによりSi$$_{n}$$C$$_{m}$$,B$$_{n}$$C$$_{m}$$等の二成分クラスターの生成に成功した。得られたクラスターの中でも、Si$$_{n}$$C$$_{m}$$についてはいずれの原子数からなるクラスターについてもC原子を2個以上含むものはほとんど観測されなかった。これはC原子が2個以上クラスター内に含まれる場合、その構造が大きく歪むためと考えられる。一方B$$_{n}$$C$$_{m}$$ではこのような傾向は見られずほぼ任意の組成比でクラスターが得られた。以上の結果からクラスター生成において構造の安定性が大きく影響することを明らかにした。

論文

Measurement of the chemical sputtering yields of CH$$_{4}$$/CD$$_{4}$$ and C$$_{2}$$H$$_{x}$$/C$$_{2}$$D$$_{x}$$ at the carbon divertor plates of JT-60U

仲野 友英; 久保 博孝; 東島 智; 朝倉 伸幸; 竹永 秀信; 杉江 達夫; 伊丹 潔

Nuclear Fusion, 42(6), p.689 - 696, 2002/06

https://doi.org/10.1088/0029-5515/42/6/307
 被引用回数：46 パーセンタイル：79.04(Physics, Fluids & Plasmas)

JT-60Uの炭素材ダイバータ板におけるCH$$_{4}$$,CD$$_{4}$$,C$$_{2}$$H$$_{x}$$及びC$$_{2}$$D$$_{x}$$の化学スパッタリング率を測定した。CH$$_{4}$$,CD$$_{4}$$,C$$_{2}$$H$$_{x}$$及びC$$_{2}$$D$$_{x}$$分子の発生量を求めるためにCH,CD及びC$$_{2}$$分子からのバンド光を分光測定した。ダイバータ板への水素イオン束に対する炭化水素分子発生量で定義される化学スパッタリング率は、ダイバータ板の表面温度が約360,420及び540Kにおいて、CH$$_{4}$$については約1%,1-2%及び2-3%,C$$_{2}$$H$$_{x}$$については約2%,4%及び7%であった。ダイバータ板への水素イオン束が増加すると、水素イオン束の-0.15~-0.33乗に比例して化学スパッタリング率は減少した。いずれの分子種及び表面温度においても、重水素イオンによる化学スパッタリング率は、軽水素イオンによる化学スパッタリング率の約1.2倍であった。C$$_{2}$$H$$_{x}$$及びC$$_{2}$$D$$_{x}$$が起源の炭素原子数は、化学スパッタリングで発生した炭素原子数の約80%を占めることがわかった。

論文

ITER物理R&D専門家会合報告

朝倉 伸幸; 高村 秀一*; 加藤 隆子*; 逆井 章

プラズマ・核融合学会誌, 76(7), p.693 - 697, 2000/07

ITER物理R&Dの一環として、第11回SOL及びダイバータ物理に関する専門家会合が、日本原子力研究所、那珂研究所のITER国際共同設計サイトで、1999年12月15-17日に開催された。本会合に先行して米国からの参加者を含めたワークショップを開催し、ITERを含めたトカマク核融合炉に必要な周辺プラズマとダイバータ物理研究及びデータベース活動について、最近の進展と課題について討論が行われた。SOL・ダイバータ物理専門家グループ、国際共同設計チーム及び日本、欧州、米国の研究機関からの専門家から発表が行われた。JT-60U,JET,ASDEX-Upgrade,TEXTOR,TCV,DIII-D,AlcatorC-MODのダイバータあるいはポンプリミター・トカマク装置における実験及びダイバータ・コードによる最新の成果が発表された。一方、炭素材の損耗、再吸着過程、高Z材の使用、デタッチメントに関係する水素原子・分子過程研究の進展についても討論が行われた。重要課題として、ELM熱流のスケーリング、化学スパッタリング率の評価、タングステン(高Z材料)のダイバータ板使用の検討、高密度ELMyHプラズマに関するデータベース、SOLプラズマ流の機構解明と不純物遮蔽効果の検討を中心に活動を進めることを決めた。

論文

Study of carbon impurity generation by chemical sputtering in JT-60U

東島 智; 久保 博孝; 杉江 達夫; 清水 勝宏; 朝倉 伸幸; 伊丹 潔; 細金 延幸; 逆井 章; 木島 滋; 櫻井 真治; et al.

Journal of Nuclear Materials, 241-243, p.574 - 578, 1997/02

https://doi.org/10.1016/S0022-3115(97)80102-X
 被引用回数：10 パーセンタイル：63.08(Materials Science, Multidisciplinary)

定常運転を行うITER等の次期装置では、ダイバータ板損耗抑制の観点から低温・高密度ダイバータが想定されているが、その場合中性粒子等による化学スパッタリング過程が重要となる。この化学スパッタリングについては、実験室系の装置でかなり調べられてきている。しかし実機でのデータはほとんどなく、ITERの物理R&Dの要請項目の一つとなっている。そこで、炭化水素分子から発せられるCDバンド光をJT-60Uにおいて新たに分布測定し、化学スパッタリング率の炭素タイル表面温度依存性、電子密度依存性、電子温度依存性について調べた。例えば表面温度依存性については、弱い依存性しか示さないとの結果を得ている。これはJT-60Uダイバータ部の電子温度が100eV以下と比較的低いことが理由として考えられる。

論文

Sputtering characteristics of B$$_{4}$$C-overlaid graphite for keV energy deuterium ion irradiation

後藤 純孝*; 山木 孝博*; 安東 俊郎; 神保 龍太郎*; 荻原 徳男; 西堂 雅博; 照山 量弘*

Journal of Nuclear Materials, 196-198, p.708 - 712, 1992/12

https://doi.org/10.1016/S0022-3115(06)80128-5
 被引用回数：19 パーセンタイル：83.56(Materials Science, Multidisciplinary)

2種類のB$$_{4}$$C表面改質黒鉛(コンバージョン法及びCVD)のスパッタリング率等を測定し、黒鉛やB$$_{4}$$Cバルク材の特性と比較した。測定項目は1keVの重水素イオン照射に対するエロージョン率、イオン照射後の昇温脱離ガス特性及び熱拡散率,熱伝導率である。測定温度範囲は300$$sim$$1400Kとした。測定の結果、B$$_{4}$$C表面改質材のエロージョン率はB$$_{4}$$Cバルク材より大きいが、黒鉛よりは50%以上小さいこと、重水素の放出ピークは黒鉛より200K低温側に現れ、捕獲された重水素がより低温側で脱離しやすいこと、炭素の化学エロージョンを表すCD$$_{4}$$の生成が黒鉛の1/10以下であることが判明した。またB$$_{4}$$C改質層内での熱拡散率,熱伝導率は、高熱伝導性CFCの約1/10となるが、バルクの熱特性にはほとんど影響を及ぼさないことがわかった。これらの実験結果よりB$$_{4}$$C表面改質黒鉛が、黒鉛と比較して優れた表面特性を有することを確証した。

報告書

プラズマ-物質相互作用研究会1990報告書

原子分子データ研究委員会

JAERI-M 91-050, 185 Pages, 1991/03

JAERI-M-91-050.pdf:5.59MB

本報告書は、昨年7月10~11日に原研本部で開催された原子分子データ研究委員会プラズマ-物質相互作用研究会1990で発表された16編の論文をまとめたものである。主な内容は、大型トカマク第一壁の問題点、核融合炉第一壁候補材における水素の捕捉と再放出、および材料データシステムの問題点に関するものである。

論文

Mechanism of light-impurity release in a tokamak

前野 勝樹; 山本 新; 平山 俊雄; 小川 宏明; 大塚 英男; 松田 俊明

Japanese Journal of Applied Physics, 25(7), p.L604 - L606, 1986/00

https://doi.org/10.1143/JJAP.25.L604
 被引用回数：1 パーセンタイル：8.61(Physics, Applied)

スクレィプオフ層の電子温度と不純物ガスの分圧とに対する分光強度の依存性を調べることから、軽元素不純物の発生機構を明らかにする。軽元素不純物からの分光強度は電子温度に比例し、HH$$_{4}$$,CO,CO$$_{2}$$,H$$_{2}$$O等の分圧に依存しない。計算機シュミレーションによると、その分光強度は軽元素不純物の流入束に比例する。これらのことから係元素不純物の流入機構は物理スパッタリングと考えられる。壁材料側から軽元素不純物を低減するためには、物理スパッタリングの小さい低Z材を選ぶことが大切である。

論文

Chemical erosion yield of graphite simultaneously bombarded with energetic protons and thermal atomic hydrogens

山田 礼司; 曽根 和穂

Journal of Nuclear Materials, 120(1), p.119 - 121, 1984/02

https://doi.org/10.1016/0022-3115(84)90180-6
 被引用回数：14 パーセンタイル：96.54(Materials Science, Multidisciplinary)

陽子と原子状水素の同時照射による黒鉛材料の化学スパッタリング(メタン生成)収率の測定を行なった。このときの陽子のエネルギーは1KeV、原子状水素のエネルギーは熱エネルギーである。同時照射では0.03CH$$_{4}$$/H$$^{0}$$以上の収率を示し、陽子照射によってメタン生成が加速されることを示している。このメカニズムとして、陽子が表面層に照射損傷を作り、これがメタン生成の活性化を促すためと考えられる。

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