[1B15-19] Tritium breeding materials

[1B17] Lithium vaporization behavior of lithium composite oxide as tritium breeder materials of thermonuclear fusion reactors

*kiyoto sin-mura¹, yu otani¹, shunsuke honda¹, kouhei naruse¹, tsuyoshi hoshino², kazuya sasaki³ (1. Tokai univ., 2. QST, 3. hirosaki univ.)

Keywords:Tritium breeder, Li vaporization, Fusion reactor, Li atom density

熱核融合炉用トリチウム増殖材料には、高いリチウム原子密度と高温使用時の化学的安定性が要求される。研究では、代表的候補材料について、熱核融合実証炉での実使用を模した環境（900℃、1% H₂/He）での熱アニールによるリチウム種の蒸発挙動を検討し、熱化学的安定性を評価した。その結果、Li_2+xTiO₃、Li₂TiO₃、およびLi₂ZrO₃は、リチウム種が殆ど蒸発せず、安定であった。リチウム原子密度が高いLi₈ZrO₆（0.69 Li-g/cm³）の焼結体は、Li/O = 2/1 (mol)比でのリチウム種の蒸発によりLi₆Zr₂O₇を経てLi₂ZrO₃へと変化し、リチウム密度を低下させた。他のリチウム原子密度が高い物質であるβ-Li₅AlO₄（0.62 Li-g/cm³）の焼結体は、短時間の熱アニールにより焼結体表面近傍がリチウム種の蒸発によりLiAlO₂へと相変化したが、表面がLiAlO₂で覆われた後はリチウム種の蒸発速度が低下し、熱化学的安定性が向上した。β-Li₅AlO₄とLi₈ZrO₆の二相材料（0.65 Li-g/cm³）の焼結体も、短時間の熱アニールによるリチウム種の蒸発後は、熱化学的に安定化した。