【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.03】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24KT0033
利用課題名 / Title
タングステン中の水素・ヘリウム滞留挙動に与える温度の影響
利用した実施機関 / Support Institute
京都大学 / Kyoto Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
核融合炉材料，ガス保持挙動，電子分光,電子顕微鏡/ Electronic microscope
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
宮本 光貴
所属名 / Affiliation
島根大学 材料エネルギー学部
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
大久保慎高
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
治田充貴
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）,機器利用/Equipment Utilization
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
KT-403：モノクロメータ搭載低加速原子分解能分析電子顕微鏡
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
将来の核融合炉において，炉材料中に滞留する水素同位体およびヘリウムの挙動を理解しておくことは，プラズマ制御と炉の安全性維持に関わる極めて重要な課題である．本研究では，モノクロメータ搭載低加速原子分解能分析電子顕微鏡を用いて，核融合プラズマ対向材料の候補となっているタングステン中に形成された個々のヘリウムバブル中のヘリウムおよび重水素の存在状態を詳細に調べ，その温度依存性を評価することを目的としている．
実験 / Experimental
試料には，純タングステンにヘリウムを1223 Kにおいて5x1020/m2照射したものと，さらにヘリウム照射後に重水素を室温で1x1021/m2追照射したものを用いた．昇温中におけるバブル内のガス密度をモノクロメーター搭載低加速原子分解能分析電子顕微鏡(JEM-ARM-200F)により高精度に測定した．
結果と考察 / Results and Discussion
図1(a)はSTEM-EELS分析により得られたヘリウムと重水素を逐次照射したタングステンのHAADF像を示す．HAADF像中では，バブルは暗いコントラストとして観察され，バブル内部にヘリウムや重水素の存在が確認された．図1(b)，(c)には，それぞれ室温と473 Kの同一のバブル内から得られたEELSスペクトルもあわせて示している．詳細な解析は今後進める予定であるが，昇温におけるバブル内のヘリウム密度の変化，および，重水素追照射の有無による密度変化を測定することに成功した．
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 STEM-EELS分析により得られたヘリウムと重水素を逐次照射したタングステンのHAADF像(a)，および，HAADF像中の同一のバブル内から得られたEELSスペクトル（(b)室温，(c)473 K）．
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件