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村上 義夫; 阿部 哲也
J.Vac.Sci.Technol.,A, 5(4), p.2305 - 2310, 1987/04
核融合装置のプラズマ壁相互作用に関係する材料の研究開発は、プラズマ閉込めの研究を進展させるうえで解決しなければならない現在及び近い将来の問題を含んでいる。検討を要する主要な課題は、i)不純物放出と表面侵食、ii)水素同位体のリサイクリング、iii)高熱負荷への対応、iv)プラズマディスラプションは影響などである。原研における壁材開発と関連するプラズマ壁相互作用の研究は主に装置開発の立場から行われ、新しい材料・プロセスの開発と性能試験に重点が置かれた。JT-60ではTiC被覆モリブデン及び同インコネルタイルが使用され、初期のプラズマ実験で被膜の密着性のよいことが示された。TiC及びCのその場コーティング技術の開発も進めている。次期大型装置のためには強制冷却した壁コンポーネントの開発が必要である。主な技術課題は、核融合装置環境下で使用できるセラミック(黒鉛含む)材料の改良やセラミック-金属接合の開発などであろう。
村上 義夫; 阿部 哲也; 森井 茂樹*; 中石 信義*; 泰 聰*
J.Vac.Sci.Technol.,A, 5(4), p.2599 - 2602, 1987/04
核融合装置の真空排気系には金属製回転翼からなるターボ分子ポンプが広く使用されている。しかし、これを高磁場中で使うときには、回転翼に渦電流が流れ、発熱や回転速度の低下を招くという問題がある。 この問題を解決するために、筆者らは電気絶縁体の焼結窒化珪素からなるターボ分子ポンプ用のセラミック回転体を試作した。回転体はガスベアリングで保持され、ガスタービンで駆動される。また非接触のネジシールによりポンプ内への作動ガスの逆流を防止している。非接触シールの逆流量測定、0.1テスラまでの磁場中回転試験、回転体の強度評価のための破壊試験などを実施し、基本的な性能を明らかにした。
山田 禮司
J.Vac.Sci.Technol.,A, 5(4), p.2222 - 2226, 1987/04
焼結ダイヤモンドとダイヤモンド薄膜を用いて、水素イオンを照射した際に放出する炭化水素の生成収率を求めるとともに、照射前後の試料表面のRaman振動を測定した。黒煙の結果と比較して、ダイヤモンド試料の場合、C
炭化水素で25~55%、C
炭化水素で10~25%生成収率が減少した。CH
生成収率に関しては、焼結ダイヤモンドでは12~14%減少したが、ダイヤモンド薄膜のそれは黒鉛とほぼ同程度であった。黒鉛の照射後試料表面では黒鉛結晶構造のアモルファス化を示すRamanシフトのピークが観測されるのに対して、2種のダイヤモンド試料では照射前後において、ダイヤモンド構造を保持していることが明らかとなった。この結果、ダイヤモンド構造は水素イオン照射に対して強固であり、かつ水素との反応に対して黒鉛と比較して不活性であると言える。また、CH生成収率の違いについてもラマン振動の結果から理解できることがわかった。
and C hydrocarbon production yields of graphite due to hydrogen ion bombardment山田 禮司*
J.Vac.Sci.Technol.,A, 5(3), p.305 - 307, 1987/03
黒鉛に水素イオンを衝撃するとCおよびC炭化水素が生成することが、最近筆者により見い出されている。C炭化水素はCH,CH,CH
より、C炭化水素はCH、CH,CH
より成り、各々の収率を直接、四重極質量分析計(QMS)で測定することは出来ない。ここでは、QMSで測定した信号強度より、各炭化水素の収率を数値解で求める方法を提案している。この方法によれば、各炭化水素のクラッキング係数と相対感度を標準ガスを用いて求めれば、QMSの実測値から各収率が求められる。
五明 由夫*; 田島 輝彦; 藤沢 登
J.Vac.Sci.Technol., 15(1), p.103 - 110, 1978/01
低トロイダル磁場でのトカマク放電による壁表面の清浄化効果を、放電特性の変化および壁表面、残留ガス種の変化を観察することにより、実験的に調べた。放電洗浄により、壁表面はリミターおよび壁材であるモリブデン、ステンレス要素、炭素、酸素、構成される平衡状態に達する。2500回の放電により、その平衡状態とともに、Zeff=4.5の安定で再現性のよいプラズマが得られた。壁表面サンプルには、前述と同様の要素のより構成される推積層が観察された。推積層厚さは、ベロー山位置サンプルの方が、それより3.4cmプラズマから遠ざかったサンプルに較べ、5~10倍厚い値であった。ここで調べた放電洗浄の効果とは、放電中の金属粒子の壁への推積と、放電休止期間中の残留ガス成分の壁への吸着とによって決定されると考えられる。