In-situ measurement of dynamic hydrogen isotope retention under plasma exposure by using ion beam analysis

使用离子束分析原位测量等离子体暴露下的动态氢同位素保留

• 批准号: 23656573
• 负责人: OHNO Noriyasu
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-23656573/
• 关键词: 核融合; 水素吸蔵; イオンビーム解析; プラズマ; その場計測; ダイバータ; プラズマ壁相互作用; 炭素材; 動的吸蔵量; 水素同位体置換; 水素吸蔵量; イオンビーム解析装置; ダイバータプラズマ; 炭素; タングステン

Control of hydrogen isotope retention in plasma-facing components (PFC) is essential to establish steady-state operation. Understanding of dynamic behavior of hydrogen isotope retention in PFC is quite important related to optimization of the timing of fueling and flux dependence of chemical sputtering, and so on. However, these phenomena have not been understood yet, primarily due to the lack of proper plasma-surface analyses under plasma exposure. In this study, we have investigated deuterium retention in graphite under and after plasma exposure by using a device of PS-DIBA (Plasma Surface Dynamics with Ion Beam Analysis), which makes it possible to carry out in-situ ion beam analysis of deuterium retention. We have clearly observed the dynamics retention in graphite material under deuterium plasma exposure, and analyzed the release time of dynamically retained deuterium particles depending on the deuterium ion flux. We also investigated dynamic behavior of hydrogen isotope exchange between deuterium and hydrogen species.

控制面向等离子体组件 (PFC) 中的氢同位素保留对于建立稳态运行至关重要。了解PFC中氢同位素保留的动态行为对于燃料供给时间的优化和化学溅射的通量依赖性等非常重要。然而，这些现象尚未得到理解，主要是由于在等离子体暴露下缺乏适当的等离子体表面分析。在这项研究中，我们使用PS-DIBA（等离子体表面动力学离子束分析）装置研究了等离子体暴露下和之后石墨中的氘保留，这使得对氘保留进行原位离子束分析成为可能。我们清楚地观察到在氘等离子体暴露下石墨材料的动态保留，并分析了动态保留的氘粒子根据氘离子通量的释放时间。我们还研究了氘和氢物种之间氢同位素交换的动态行为。

项目成果

PS-DIBA(Plasma Surface Dynamics with Ion Beam Analysis) device for in-stu measurement of deuterium retention under high heat flux plasma exposure

PS-DIBA（离子束表面动力学分析）装置，用于在高热通量等离子体暴露下现场测量氘保留

• 发表时间: 2011
• 作者: M.Yamagiwa;Y.Nakamura;N.Matsunami;N.Ohno;M.Takagi;S.Masuzaki;M.Tokitani;A.Sagara
• 通讯作者: A.Sagara

炭素材料における水素吸蔵が二次電子放出特性に与える影響

碳材料储氢对二次电子发射特性的影响

• 发表时间: 2012
• 作者: 金子達也;山際正人;中村祐貴;松波紀明;大野哲靖;梶田信
• 通讯作者: 梶田信

In-situ measurement of hydrogen isotope retention using ion beam analyses during plasma exposure

在等离子体暴露期间使用离子束分析原位测量氢同位素保留

• 发表时间: 2011
• 作者: M.Yamagiwa;Y.Nakamura;N.Matsunami;N.Ohno;S.Kajita;M.Takagi;M.Tokitani;S.Masuzaki;A.Sagara;K.Nishimura
• 通讯作者: K.Nishimura

In situ measurement of hydrogen isotope retention using a high heat flux plasma generator with ion beam analysis

• DOI: 10.1088/0031-8949/2011/t145/014032
• 发表时间: 2011-12
• 期刊: Physica Scripta
• 影响因子: 2.9
• 作者: M. Yamagiwa;Y. Nakamura;N. Matsunami;N. Ohno;S. Kajita;M. Takagi;M. Tokitani;S. Masuzaki;A. Sagara;K. Nishimura

Study of hydrogen isotope exchange in graphite with PS-DIBA device

PS-DIBA装置研究石墨中氢同位素交换

• 发表时间: 2013
• 作者: Y.Nakamura;M.Yamagiwa;T.Kaneko;N.Matsunami;N.Ohno;M.Takagi;S.Kajita;M.Tokitani;S.Masuzaki
• 通讯作者: S.Masuzaki