Tungsten targets are exposed to controlled sequences of D2 and He, and He and D2 plasma in the Pisces-A linear plasma device, with a view to studying the outward and inward transport of D across a He implanted surface, using thermal desorption mass spectrometry. Differences in transport are interpreted from changes in peak desorption temperature and amplitude for D2 release, compared against that of control targets exposed to just D2 plasma. Desorption data are modeled with Tmap-7 to infer the nature by which He leads to the 'reduced inventory' effect for H isotope uptake. A dual segment (surface-30 nm, bulk) W Tmap-7 model is developed, that simulates both plasma exposure and thermal desorption. Good agreement between desorption data and model is found for D2 release from control targets provided that the implanted flux is reduced, similar to that reported by others. For He affected release, the H isotope transport properties of the surface segment are adjusted away from control target bulk values during the computation. Modeling that examines outward D transport through the He implanted layer suggests that a permeation barrier is active, but bubble induced porosity is insufficient to fully explain the barrier strength. Moderately increased diffusional migration energy in the model over the He affected region, however, gives a barrier strength consistent with experiment. The same model, applied to inward transport, predicts the reduced inventory effect, but a further reduction in the implanted D flux is necessary for precise agreement.
タングステンターゲットを、Pisces-Aリニアプラズマ装置において、D2およびHeプラズマの制御された順序での曝露に供し、He注入表面を横切るDの外向きおよび内向き輸送を、昇温脱離質量分析を用いて研究することを目的とした。輸送の差異は、D2放出のピーク脱離温度および振幅の変化から解釈され、D2プラズマのみに曝露された対照ターゲットと比較される。脱離データはTmap-7を用いてモデル化され、H同位体取り込みに対する「インベントリ低減」効果をHeがもたらす機構が推論される。表面から30nmおよびバルクの二層からなるWのTmap-7モデルが構築され、プラズマ曝露と昇温脱離の両方がシミュレーションされる。対照ターゲットからのD2放出については、注入フラックスを低減した場合に、脱離データとモデルの良好な一致が見られ、これは他研究者の報告と同様である。He影響下での放出については、計算中にH同位体輸送特性の表面層パラメータが対照ターゲットのバルク値から調整される。He注入層を通るDの外向き輸送を検討するモデリングは、透過バリアの存在を示唆するが、He誘起ポロシティだけではバリア強度を完全には説明できない。しかし、He影響領域における拡散移動エネルギーの適度な増加をモデルに組み込むと、実験と一致するバリア強度が得られる。同じモデルを内向き輸送に適用すると、インベントリ低減効果が予測されるが、正確な一致のためには注入Dフラックスのさらなる低減が必要である。