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横田 久美子*; 田川 雅人*; 松本 康司*; 古山 雄一*; 北村 晃*; 神田 一浩*; 戸出 真由美; 吉越 章隆; 寺岡 有殿
Protection of Materials and Structures from the Space Environment; Astrophysics and Space Science Proceedings, Vol.32, p.531 - 539, 2012/08
Stability of hydrogen in Diamond-like carbon (DLC) film under simulated space environment, i.e., hyperthermal atomic oxygen, vacuum ultraviolet (VUV) and soft X-ray exposures has been studied. Hydrogen in DLC was released by low-energy atomic oxygen beam exposure, whereas the gasification reaction of carbon atom needed collision energy above 3 eV. The desorption process in the deep region required a higher collision energy. The density of hydrogen decreased 11% by atomic oxygen exposure, and was independent of the collision energy. Photon exposure also releases hydrogen from DLC. High-energy photons in soft X-ray promote the hydrogen desorption even from deeper region with high efficiency. It was considered that soft X-ray could release bonded hydrogen which is not released by VUV or atomic oxygen exposures.
久保田 直義; 藤原 祥生*; 奥村 一貴*; 落合 謙太郎; 北村 晃*; 古山 雄一*; 谷池 晃*; 西谷 健夫
JAEA-Research 2006-019, 15 Pages, 2006/06
JAEA-Research-2006-019.pdf:0.75MB
トリチウム増殖候補材の一つである
Li濃縮チタン酸リチウム(Li
TiO
)の95%及び40%Li濃縮試料表面近傍のLi密度を調べるために、2.6MeVの陽子を用いたラザフォード後方散乱分光(RBS)分析を行った。両試料とも熱中性子輸送を評価するうえで十分な深さ分解能をもって、深さ2.0
mまでの領域を分析することができた。Li密度は、両試料ともに、誤差27%の精度で測定することができたが、トリチウム増殖評価に必要な誤差5%の精度には達しなかった。また、試料の組成比はLiTiOに一致していることが確認でき、Li/Ti及びO/Tiの測定誤差は、それぞれ、30%及び15%程度であった。誤差の原因は、おもに複合核弾性散乱断面積データの精度であり、より信頼性の高い断面積が求められれば、RBSがトリチウム増殖材料の高精度分析手法の一つとして、十分適用できることがわかった。
高橋 元喜*; 河津 翔*; 畝原 翔*; 古山 雄一*; 谷池 晃*; 北村 晃*; 落合 謙太郎; 久保田 直義; 西谷 健夫
no journal, ,
核融合炉ブランケット材料であるチタン酸リチウムの元素組成とリチウム同位体存在比に関する加速器分析手法を検討し、イオンビーム実験による検証実験を行った。元素組成分析に関してはリチウム,酸素,チタン元素の非ラザフォード因子の違いを利用した散乱分析法の適用を提案し、2.6MeV水素イオンビーム照射実験から上記手法がチタン酸リチウム分析に対して有効であることを確認した。またリチウム同位体分析についてはLi(d,2
)と
Li(p,2)核反応分析法の適用を検討し、断面積データの精度が不十分であるもののイオンビーム実験の結果から最も有用であることを確認した。
田川 雅人*; 横田 久美子*; 古山 雄一*; 神田 一浩*; 戸出 真由美; 吉越 章隆; 寺岡 有殿
no journal, ,
水素化ダイヤモンドライクカーボン(HDLC)薄膜からの水素脱離に関して、真空紫外光と表面酸化膜の効果が調べられた。市販のHDLC基板,外部光源としてニュースバルのBL-6の放射光、及び、Dランプが用いられた。金属をドープしたHDLC上に約5eVの並進運動エネルギーを持つ超熱酸素原子ビームを照射することで、厚さが数ナノメーターのSiOとTiO薄膜が形成された。それを用いて水素脱離に関する酸化膜の効果が調べられた。SiOとTiOでは水素脱離温度に異なる影響を与える効果があることが確認された。
田川 雅人*; 横田 久美子*; 古山 雄一*; 戸出 真由美; 吉越 章隆; 寺岡 有殿
no journal, ,
水素吸蔵材料の水素放出プロセスにおける表面酸化膜の効果を明らかにするために、水素を含有した金属含有ダイヤモンドライクカーボン(DLC)表面に酸素原子を照射することにより極薄金属酸化膜を形成して水素脱離に対する影響を評価した。酸素原子ビーム照射によって形成されたSiO層の厚さは、Si
とSi
の光電子ピーク強度比から約4.5
6.5nm程度と推定された。これは室温におけるSi中の酸素原子の拡散厚さよりも大きい。昇温脱離ガス分析を行った結果、酸素原子照射による水素脱離温度の変化はほとんど見られなかった。一方、Ti含有DLCに対して行った同様の実験では酸素原子照射により水素脱離温度の低下が認められたことから、金属酸化膜の種類により水素脱離への効果が異なることがわかった。
横田 久美子*; 田川 雅人*; 古山 雄一*; 神田 一浩*; 戸出 真由美; 吉越 章隆; 寺岡 有殿
no journal, ,
本研究では水素含有量54%の高水素化ダイヤモンドライクカーボン(DLC)への真空紫外線照射による水素脱離を評価し、軟X線照射効果と比較した結果について報告する。真空紫外線照射による試料の弾性反跳粒子検出(ERDA)スペクトルから、照射時間の増加とともに表面から0.5ミクロンまでの領域で水素が減少することがわかった。一方、軟X線照射によるERDAスペクトルの変化からは、DLC膜全体にわたって水素の減少が観察され、真空紫外線よりも顕著な水素脱離反応が生じていることがわかった。また、いずれの場合にもDLC膜厚の変化は認められない。これらの結果から、光励起によるDLCの非破壊水素脱離の深さ分布には、波長依存性が顕著に現れることが明らかになった。
田川 雅人*; 横田 久美子*; 岸田 和博*; 古山 雄一*; 戸出 真由美; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; Minton, T. K.*
no journal, ,
本研究ではDLC膜中にSiをドープすることにより、DLC薄膜が原子状酸素曝露を受けた際にSi酸化保護皮膜を形成する可能性について、放射光光電子分光法、及び、ラザフォード後方散乱法による表面分析と反応生成物直接観察を行うことで検証を行った。原子状酸素照射前後における放射光光電子スペクトルから、室温での照射にもかかわらず、酸化膜の形成が確認され、反応生成物の脱離も抑えられることがわかった。
横田 久美子*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; 神田 一浩*; 古山 雄一*; 松本 康司*; 田川 雅人*
no journal, ,
In this study, the hydrogenated diamond-like carbon (DLC) film was tested as the candidate for the next generation space lubricant. The atomic oxygen (AO) environment in the low Earth orbit (LEO) was achieved in a laboratory by a laser-detonation AO beam source which could provide collision energy as high as 5 eV. Real-time mass-loss measurement and chemical analysis of the surfaces after the hyperthermal AO beam exposure were performed with a quartz crystal microbalance and synchrotron radiation photoelectron spectroscopy at BL23SU in the SPring-8 facilities, respectively. Hydrogen content and sp
/sp
ratio of the DLC were evaluated by an eleatic recoil detection analysis method and a near-edge X-ray absorption fine structure method. Although a non-dope DLC could not be survived by the AO bombardment, a thin SiO layer was formed at an Si-doped DLC surface. It protects the underneath DLC. Hydrogen in the DLC was not affected by the AO bombardment.
TiO
のLi同位体分布測定高橋 元喜*; 古山 雄一*; 岡本 将典*; 河津 翔*; 谷池 晃*; 北村 晃*; 久保田 直義; 落合 謙太郎; 西谷 健夫
no journal, ,
トリチウム増殖候補材の一つである40%
Li濃縮チタン酸リチウム(LiTiO)表面近傍のLi及び
Li密度を調べるために、1.27MeVの陽子及び重陽子を用いたLi(p,)
He, Li(p,
He)He及びLi(d,)He核反応分析(NRA)を適用した。まず、これらの分析に必要な核データがないため、LiOH標準試料を使って微分核反応断面積を測定した。次にこれらの断面積を用いて、LiTiO試料のNRAを行い、表面から6mまでのLi及びLi深さ密度分布を得た。Liは、表面から2m付近で最大値を示す分布であったのに対して、Liは表面から一様に分布していた。また、表面から5mまでの積分値から、Liの濃縮率を見積もると35%であった。
