量子ビーム照射下におけるリチウム系セラミックス増殖材中の水素挙動に関する研究

量子束辐照下锂基陶瓷增殖材料氢行为研究

基本信息

批准号：
08J07118
负责人：
且井宏和
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J07118/
关键词：
固体増殖材水素挙動イオン照射照射損傷 RBSチャネリング法反跳粒子検出法光吸収測定 LiAlO_2 LiAlO2 RBSイオンチャネリング重水素照射 He照射リチウム酸化物イオンチャネリングイオン注入動的照射効果放射線誘起発光

项目摘要

本研究は核融合炉における固体増殖材候補である三元系リチウム酸化物(LiAlO_2, Li_2TiO_3, Li_2ZrO_3およびLi_4SiO_4)中の水素同位体捕捉・輸送挙動を明らかにすると共に、イオン照射による損傷機構を解明し、この構造変化と水素挙動の関係を明らかにすることを目的とする。本年度は、分光学的手法と高速イオン散乱分析を複合的に活用することにより、増殖材中にイオン入射した水素が欠陥形成に及ぼす影響を明らかにすることに焦点を当てた。室温において10keV D_2^+および10keV He^+照射された単結晶LiAlO_2の紫外・可視光吸収測定により、5.25eVの酸素欠陥(F^+ center)に由来する吸収ピーク強度は、He照射と比べてD照射試料のほうが著しく高いことが分かった。また、RBSイオンチャネリング法を用い、これらDおよびHe照射されたLiAlO_2中のはじき出し原子濃度の深さプロファイルを調べた結果、D入射にともない形成される欠陥の深さプロファイルは、二体衝突モデルで予測されるプロファイルよりも十分に深い位置まで及ぶ。一方で、ヘリウム照射で形成されるはじき出し損傷プロファイルは計算で予測されるものとほぼ一致した。入射Dは核的衝突によるはじき出し損傷に加えて、イオン飛跡終端における水素捕捉により、例えば水素化物といった母結晶とは異なる化合物を形成することにより構造変化をもたらすものと考えられる。さらに、高温照射下(～653K)においては、D照射にともなうはじき出し原子数の増加量が、He照射に比べて著しく多いことを明らかにした。以上のように本年度は、入射水素と欠陥形成過程の関係に関する新しい知見を見出すとともに、これが高温照射下におけるダメージ蓄積挙動にも重要な役割を持つことを示すことができた。

这项研究阐明了氧化三锂的氢化捕获和运输行为（lialo_2，li_2tio_3，li_2zro_3和li_4sio_4），这是核融合熔炉的固体生长材料，并阐明了由于离子-IRRADIADIAD的损害机制是为了阐明这种结构变化与氢行行为之间的关系。今年，重点是通过利用照明方法和高速离子散射分析来阐明氢包含的氢在增殖中的影响。通过测量10keV D_2^+10KeV D_2^+和10keV He^+辐射的单晶Lialo_2（f^+中心），通过测量10keV D_2^+10KeV d_2^+10kev d_2^+10kev d_2^+10kev offect强度D辐射样品明显更高。此外，由于研究了d的d和深度分布，并在d中辐射了lialo_2，因此由d-和灌输的原子浓度形成的深度曲线是双侧碰撞模型。比预测的更深的位置。另一方面，由氦辐射形成的蓬松损伤曲线几乎与计算预测的相一致。据认为，事件D将通过与氢化物晶体形成不同的化合物，例如在离子飞行痕迹末端捕获氢，除了核冲突外，会引起结构变化。此外，在高温照射（〜653K）的情况下，据显示，原子的数量随着辐照的原子数量的显着增加而增加了高于HE辐照的原子数量。如上所述，在这个财政年度，我们发现了有关入射氢与缺陷形成过程之间关系的新知识，并表明这在高温照射下损害的积累中也起着重要作用。