Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
飛田 健次; 西尾 敏; 小西 哲之; 佐藤 正泰; 田辺 哲朗*; 正木 圭; 宮 直之
Fusion Engineering and Design, 65(4), p.561 - 568, 2003/07
被引用回数：20 パーセンタイル：77.04(Nuclear Science & Technology)核融合出力2GWのトカマク炉を想定して、プラズマから逃げ出す高エネルギーイオンの粒子束を定量評価し第一壁に及ぼす影響を検討した。高エネルギーアルファ粒子の粒子束は最大2
10
m
s
に達し、タングステンアーマに対する損耗率は約20
m/yrとなる。このことは、タングステンアーマがサイクル期間(約2年)中、残存するためには少なくとも100mの厚さが必要であることを示している。プラズマ中のD-D反応によって生成するトリチウムイオンが軌道損失によって壁に捕捉される量は7.5g/yrであり、トリチウム経済上は無視できる。トリチウムイオン粒子束は10
-10
msとなり大きな値ではないが、このような粒子束の高エネルギー水素イオン照射による材料の変質については理解されておらず、実験による材料健全性の確認が必要になることを指摘した。
山本 博之; 斉藤 健
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 206(1-4), p.42 - 46, 2003/05
被引用回数：14 パーセンタイル：66.77(Instruments & Instrumentation)分子イオンを固体表面に照射すると1A/cm
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
F
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
C
,BC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、SiC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BC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。
/CD and C
H
/CD 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
被引用回数：46 パーセンタイル：78.98(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60Uの炭素材ダイバータ板におけるCH,CD,CH及びCDの化学スパッタリング率を測定した。CH,CD,CH及びCD分子の発生量を求めるためにCH,CD及びC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については約1%,1-2%及び2-3%,CH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。CH及びCD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。
松波 紀明*; 左高 正雄; 岩瀬 彰宏; 稲見 隆*; 小檜山 守*
Journal of Nuclear Materials, 302(2-3), p.206 - 210, 2002/04
被引用回数：8 パーセンタイル：47.73(Materials Science, Multidisciplinary)物質に対する放射線の効果において、結晶粒の大きさと電子励起との2つの効果を調べるために、ナノ結晶の金と多結晶の金について高エネルギー重イオンによるスパッタリング収率の測定を行った。その結果2つの試料に対するスパッタリング収率は有意な差が見られなかった。また、その収率は弾性衝突カスケードによる計算値と一致し、電子励起効果は見えなかった。
松波 紀明*; 左高 正雄; 岩瀬 彰宏
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 193(1-4), p.830 - 834, 2002/01
被引用回数：27 パーセンタイル：83.14(Instruments & Instrumentation)原研タンデム加速器からの高エネルギー重イオンを酸化物に照射し、電子励起によるスパッタリング収量を測定した。照射試料はSrCeO
とSiOを用いた。スパッタリング収量は炭素薄膜法を用いて測定した。スパッタリング収量は弾性散乱カスケードによる計算値と比べて、どちらの試料も約1000倍大きいことがわかった。また、収量は電子的阻止能Seに対してSe
の形で表せ、
は2-3であることがわかった。
正木 圭; 秋場 真人
プラズマ・核融合学会誌, 77(9), p.884 - 893, 2001/09
ダイバータ板では、プラズマディスラプションの熱による材料の蒸発,溶融やダイバータプラズマによるスパッタリングなどにより損耗が発生する。これまで、電子ビームやイオンビーム,プラズマガンなどを用いてディスラプション時の熱負荷を模擬し、その時の母材の材料損耗を評価するという研究がすすめられてきた。しかし、再付着層(特にCFCの場合)が存在する場合の損耗特性の評価は十分に行われていなかった。そこで、JT-60の軽水素放電時(1989~1990年)のダイバータアーマタイル(CFC)に重水素イオンビームを照射してスパッタリング損耗を評価した。その結果、母材に比べて再付着層の部分は10%~20%損耗率が増加していることがわかった。一方、ストライクポイントの光沢部では逆に20%ほど減少することがわかった。JT-60重水素運転時(1991~1993年)に使用された黒鉛系タイル中のトリウチム分析をおこなった結果、1991年から1993年に生成されたトリチウム~310
Bqのおよそ50%に相当するトリチウムが真空容器内の黒鉛系タイルに残留していたことがわかった。平均濃度を比較した場合、第一壁領域よりもダイバータ領域が約2.5倍高い値であった。また、運転時のトリチウム放出挙動についても評価しており、ヘリウムグロー放電洗浄により短時間で効果的なトリチウム除去が行われることがわかった。
superconductor YBaCuO
by high energy heavy ions松波 紀明*; 左高 正雄; 岩瀬 彰宏
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 175-177, p.56 - 61, 2001/04
被引用回数：8 パーセンタイル：52.25(Instruments & Instrumentation)高エネルギー重イオン照射による高温超伝導体中の電子励起効果を研究するため、東海研タンデム加速器からの重イオンを用いてスパッタリング測定を行った。スパッタリング測定はイオン照射による電子変位の直接測定の一つであり、放射線損傷と密接な関連がある。MgO上の約100nmの結晶を200MeVのヨウ素イオンで照射し、放出粒子を試料の直前に置いた炭素薄膜で補修し、その補修量に基づきスパッタリング収量を求めた。収量は約600の値を持ち、TRIMによる弾性散乱による収量の計算値と比較した結果、約1000倍であり、著しい電子励起効果が得られた。
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。
大図 章; 鈴木 庸氏; 丸山 庸一郎; 有澤 孝
Physics of Plasmas, 7(2), p.770 - 772, 2000/02
被引用回数：4 パーセンタイル：14.5(Physics, Fluids & Plasmas)原子法レーザー同位体分離のレーザー誘起プラズマからのイオン回収過程では、イオンを電極上に回収することが重要となる。これを行うために電極に印加する電圧は、高電圧が必要となる。しかし、高電圧の回収には、電力コストの増大とスパッタリングの増加の問題が出てくる。レーザー誘起プラズマからイオンを高速に回収するために高電圧が必要な理由は、そのプラズマが低温であるためである。イオン回収は、プラズマの電子温度に大きく依存する。低電圧で効率良くイオン回収を行うためにレーザー誘起プラズマを高周波電場で加熱してプラズマ中の電子温度を増加させる試験を行った。その結果、電子温度は通常の約3倍に増加することがわかった。
植田 脩三; 逢坂 俊郎*; 桑島 聖*
Journal of Nuclear Materials, 258-263, p.713 - 718, 1998/00
被引用回数：10 パーセンタイル：63.55(Materials Science, Multidisciplinary)分子動力学によりスパッタリング計算を行う方法は、結晶内の原子の配置の時間的変化が追える点で、直観的に把握しやすく優れている。この方法は、定性的メカニズムを把握するには有効であることが既に知られているが定量的にはどのような評価が得られるかは余り調べられていない。著者らは、核融合プラズマ対向材料であるベリリウムの自己スパッタリングを対象に分子動力学法を用いて評価し公表された他の方法による結果と比較して見た。計算は粒子数、圧力、エネルギー一定のアンサンブルを使用し、入射粒子のエネルギー、入射角度をパラメータとして実施した。その結果、以下の結論が得られた。ベリリウムの自己スパッタリング率のエネルギー依存性はBohdanskyの経験則と良く一致していた。スパッタリング率の入射角依存性は、公表されたモンテカルロ法による結果と良く一致していた。
B.Ye*; 春日井 好己; 池田 裕二郎
JAERI-Research 97-082, 47 Pages, 1997/11
JAERI-Research-97-082.pdf:1.78MB
14.9MeV中性子によって物質からの弾き出される放射性核種のスパッタリング率(弾き出し率)を(n,2n),(n,
),(n,p),(n,np)反応を含む57反応について測定した。中性子照射には、DT中性子源である原研FNSを使った。捕集膜の放射能から、スパッタリング率を算出した。今回の測定値は、文献値または理論計算値と比較した。また、それぞれの反応について、換算スパッタリング率(RS)の系統性を調べ、RSは標的核の原子数(Z)を関数とする簡単な経験式RS=
Z
(aとbは定数)で表すことができることを明らかにした。
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
被引用回数：10 パーセンタイル：63.05(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。
中嶋 英雄*; 野中 勝彦*
PNC TJ1638 96-001, 60 Pages, 1996/03
地層処分の人工バリアの一つであるガラス固化体からの放射性核種の長期的な放出量を予測することは性能評価上不可欠である。Csなどの可溶性元素の放出量はその浸出挙動に依存しており、長期的な浸出挙動に関する情報を必要としている。今年度はガラス固化体からCsの浸出挙動とNaおよびBの浸出挙動の違いに関する基礎的情報を得ることを目的として、トレーサー法とイオンビームスパッタセクショニング法を併用することにより温度範囲713K-818Kにおける模擬ガラス固化体内のCsの拡散係数を測定し、Naの拡散係数ならびに浸出試験の結果と比較した。その結果、ガラス遷移温度(Tg)以下のアモルファス領域における模擬ガラス固化体内のCsの拡散係数はNaのそれと比較して7桁程度小さいことが明らかとなった。これらの結果に基づいて考察すると、Csの浸出挙動とNaおよびBの浸出挙動の違いは、ガラス固化体内におけるそれぞれの元素の拡散係数の差に関係する可能性が示された。
横田 渉; 奈良 孝幸; 荒川 和夫; 井出 勝*; 上村 豊*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 122(1), p.141 - 148, 1996/00
被引用回数：2 パーセンタイル：30.95(Instruments & Instrumentation)ECRイオン源による金属イオン生成を、AlO,MoC,BN等の8種類の棒状セラミックを直接プラズマに挿入する方式を用いて行い、6種類のものから安定なイオンビームを得た。これらの物質の固相及び凝縮相からの可能な分解反応に対して、熱力学的計算により求めた蒸気圧は9桁にわたっていた。金属イオンビームの安定性とプラズマに曝されたセラミックの表面状態には明らかな相関が見出され、これらは蒸気圧を以て説明することが可能である。このことは気化が昇華として理解できることを示している。プラズマイオンのエネルギーはスパッタリングのしきいエネルギーと同程度なため、気化に対するスパッタリングの寄与は小さいと考えられる。
C-overlaid CFC/graphites安東 俊郎; 山本 正弘; 新井 貴; 神永 敦嗣; 笹島 唯之; 西堂 雅博; 神保 龍太郎*; 児玉 幸三; 清水 正亜; 秋場 真人; et al.
Fusion Technology 1992, p.161 - 165, 1993/00
JT-60Uダイバータ板を高精度で取付け調整し、さらにその場で微小テーパ加工を行うことによって、CFC材タイルの損耗を顕著に軽減することができた。またダイバータトレース部のタイル表面には光沢のあるカーボンの再付着層があり、オフトレース部には黒色の煤けた付着層が認められた。カーボンの再付着層に関するプラズマ表面相互作用研究が重要であることが判明した。CVR(気相化学反応)法、CVD法およびプラズマスプレー法により作製したBC表面改質CFC/黒鉛材の熱負荷特性、エロージョン収率、重水素リテンション特性およびJT-60U実機試験を行い、CVR-BC改質材が最も優れた特性を有すること、またJT-60Uでの使用に十分耐え得ることを確認した。
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
被引用回数：19 パーセンタイル：83.51(Materials Science, Multidisciplinary)2種類のBC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BC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
1400Kとした。測定の結果、BC表面改質材のエロージョン率はBC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の生成が黒鉛の1/10以下であることが判明した。またBC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BC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。
藤井 常幸; 三枝 幹雄; 木村 晴行; 森山 伸一; 安納 勝人; 河野 康則; 小林 則幸*; 久保 博孝; 西谷 健夫; 小川 芳郎*; et al.
Fusion Engineering and Design, 19, p.213 - 223, 1992/00
被引用回数：6 パーセンタイル：53.08(Nuclear Science & Technology)JT-60での約4年間にわたるイオンサイクロトロン(ICRF)高周波加熱実験におけるアンテナのパワー入射性能についてまとめたものである。この位置制御型アンテナには、高周波損失を低減するために世界で初めてオープン型ファラデーシールドを用いたため、そのパワー入射性能に特に興味が持たれた。実験では、広範囲のプラズマパラメータ(ne=1~710
m
,I
=1~2.8MA,B
=2.2~4.8T)に対して、極めて良好な結果が得られた。すなわち、最大入射パワー3.1MW、入射パワー密度16MW/mを達成した。この入射パワー密度は世界最高の値である。一方、極めて稀な実験条件(同相アンテナ電流モードでアンテナ-プラズマ間距離30mm以下)で放射損失が急激に増大した。この現象は、近年提唱されているRFシースに基づくイオンスパッタリングによるものと考えられる。
原子分子データ研究委員会
JAERI-M 91-050, 185 Pages, 1991/03
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。
北條 喜一
放射線応用技術ハンドブック, p.526 - 544, 1990/11
イオンビームを用いた最近の薄膜生成法について解説した。特に、イオンビームスパッタ蒸着法とイオンビーム蒸着法について、膜生成の簡単な原理を示し、さらに、実際に利用されている材料とその応用分野について示した。又、近年、新物質創生によく利用されているダイナミカルミキシング法について解説を行なった。
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
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,CO,CO,HO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。
