金属によるヘリウム灰の選択排気特性の評価

金属选择性排气氦灰特性评价

基本信息

批准号：
06452432
负责人：
日野友明
金额：
$ 4.22万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

核融合炉では燃料希釈の原因となるヘリウム灰を効率よく排気する必要がある。通常、ダイバータにてヘリウム灰を排気するが、その効率は十分高くなく、ヘリウム灰濃度が増加して自己点火条件を維持できなくなる。このため、何らかの付加的方法を用いてヘリウム灰濃度を低減しなければならない。ニッケル等の金属は水素を透過させるがヘリウムを材料中にトラップできることが知られている。もし、このヘリウム選択排気金属をダイバータ近傍におくなら、ヘリウム灰濃度の低減に大きく寄与する。しかし、ニッケル等の金属はどの程度のヘリウムをトラップできるのか、選択的にトラップできる温度条件はどうなるのかについて評価されていない。本研究では、ECRプラズマ装置で照射条件を変えてヘリウムプラズマをニッケルに照射して、ヘリウムのトラップ量を測定し、以下の結果を得た。ヘリウムのみを選択的にトラップできる温度は100℃以上であり、約200℃と約600℃でトラップ量が最大になることがわかった。最大トラップ量は2×10^<16>He/cm^2であり、もしニッケルを実験炉に用いるなら30sec毎の表面リフレッシュが必要となる。ヘリウムのトラップはヘリウムイオンエネルギーがある値以上でないと起らない。600℃の場合は約0.7keV以上でなければならない。ニッケル温度が低い時はフルエンスに対してトラップ量はすぐ飽和するが、高い場合はなかなか飽和しない。これらのデータは核融合炉での本方法の適用に直接役立つものであり、ニッケルの温度を600℃に設定するのが最適であることがわかった。ニッケルの他、ダイバータ材料であるタングステンに対しても同様の実験を行ったが選択排気特性はみられなかった。従って、現在のところ、ニッケルが本方法において最も適した材料である。

在核融合融合融合融合中，有必要有效地排气氦灰，从而导致燃料稀释。通常，氦灰被分流器耗尽，但其效率还不够，氦气浓度增加，并且无法保持自我点火状况。因此，必须使用一些其他方法降低氦灰浓度。众所周知，镍等金属可以传输氢，但可以将氦气诱入材料中。如果将这种排气金属选择放置在分流器附近，则将极大地促进氦灰浓度。但是，尚未评估镍等金属可以捕获氦气或可以选择性捕获的温度条件的多少金属。在这项研究中，通过ECR血浆装置改变了辐照条件，并用镍辐射氦等离子体以测量氦气陷阱的量，并获得以下结果。仅适用于氦气的温度为100°C或更高，发现陷阱量在约200°C和约600°C时的最大值是最大值。最大陷阱量为2×10^<16> He/cm^2，如果在实验炉中使用镍，则需要表面茶点。除非氦离子能高于一定值，否则不会发生氦气陷阱。在600°C的情况下，它必须约为0.7keV或更多。当镍温度较低时，对于全能量，陷阱的量很快就会饱和，但是在高时很难饱和。已经发现，这些数据对于在融合融合反应器中的应用直接有用，最好将镍温度设置为600°C。除镍外，还对能剂材料的钨进行了相同的实验，但找不到任何选择。因此，目前，镍是霍诺法律中最合适的材料。