核融合炉実現を目指したトリチウム研究の新展開核融合炉実現を目指したトリチウム研究の新展開
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略称/核融合トリチウム 領域番号/476
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A01&A02班合同打合せ会合 報告

1. 開催日時 平成20年6月11日(水)13:00−17:00
2. 場所 京都大学工学部原子核工学科会議室
3. 出席者 9人
A01班 上田良夫(大阪大) 田辺哲朗(九大) 高木郁二(京都大)
永田晋二(東北大) 曽我之泰(大阪大)
A02班 小野忠良(岡山理大) 村本哲也(岡山理大) 井内健介(徳島大)
大宅薫(徳島大)
4. 議事 (1)ACAT-DIFFUSEコードの現状と水素同位体挙動シミュレーション(小野) PDF
(2)分子動力学コード による拡散係数評価(村本)
(3)連携研究についての総合討論
◎コメント(田辺) PDF
◎シミュレーションと実験との連携−コメント−(上田) PDF
5. 概要  本会合は、特に「材料中の水素同位体挙動に関係する素過程係数」に関する実験とシミュレーションの連携活動を進めるために企画した。
 まず始めに小野から、ACAT-DIFFUSEコードの特徴と計算できる物理量について説明があり、タングステンに注入された重水素の昇温脱離について、材料温度上昇による重水素蓄積量の変化の計算例の紹介があり、導入した二つのトラップサイトに捕獲された水素とモバイル水素濃度の変化の違いを指摘した。さらに、水素照射量に対する蓄積水素濃度の深さ分布の進展を示した。特に、DIFFUSE部分の計算に必要な拡散係数や再結合係数が、文献によって数桁の差異があること、材質や存在比によってばらつきがあることなどから、これら輸送係数の評価がシミュレーションの精度に大きく依存することを述べた。実験側から、もっと測定データの多い、例えばモリブデンのような材料でコード評価することが提案された。また、ELM発生時の壁からの水素放出についてシミュレーションの重要性の指摘もあった。さらに、小野は、今年度早急に実施するDIFFUSE部分の改良計画について紹介した。
 村本は、分子動力学コードを用いた水素とヘリウムの材料中拡散係数評価モデルについて説明し、タングステン中の拡散における水素同位体(H,D,T)効果に関する計算例が示した。さらに、格子欠陥を導入した計算も紹介し、水素同位体の運動を比較した。ここではまず、H,D,Tの質量のみ違いを検討したが、振動エネルギーの違いが低温状態で影響するとの指摘があった。格子間原子を数個導入したときの水素蓄積量の変化についての定性的な議論や、拡散係数評価にはベリリウムやモリブデンの方がよいなどの指摘があった。
 田辺(領域代表者)は、5月のPSI-18会議での議論も踏まえて、シミュレーションが必要な関係する最近のトピックスを紹介した。特に、損耗・再堆積メカニズム、ELM発生時の壁からの粒子反射や電子放出の効果、壁の水素飽和と高速粒子の打ち込みなど、それらのシミュレーションへの要望を述べた。損耗・再堆積については、局所的な損耗とその場堆積、トカマク全体での不純物の輸送の問題があり、グローバルな不純物の流れや、中性ガスの効果、ダイバータ内構造などと、タイルギャップでの損耗・堆積メカニズムに係る問題点の指摘があった。
 上田(A班班長)は、TEXTORでのルーフリミタ実験において、予め炭素イオン注入したタングステンを用いて、わずかな初期炭素濃度の違いで炭素の堆積濃度が大きく異なることを示した。また、水素・炭素混合イオンビームで照射したタングステン表面近傍での炭素深さ分布について、EDDYシミュレーションで再現できない問題点を指摘した。また、大阪大学の高粒子束定常水素・炭素混合イオンビーム照射装置HiFITでシミュレーションと条件を対応させた実験が可能であること、タングステンの輸送・再堆積についてはデータが得られつつあるが、今後エッジプラズマにおける不純物輸送のシミュレーションなどとの比較が重要であることなどの指摘があった。

以上です。


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