Understanding the hydrogen isotope transport behavior (HITB) in the first wall (FW) is significant whereas simulations have been extensively employed. Most previous simulations use hydrogen transport parameters of pure tungsten (W) and reduced activation ferritic/martensitic (RAFM) steel, while largely neglecting hydrogen diffusion at their interface. Joining W and RAFM steel inevitably leads to the formation of a bonding region characterized by elemental interdiffusion, Fe-W binary phase precipitates, and increased densities of dislocations and microvoids. The HITB of the bonding region where complex microstructural features and trapping mechanisms coexist remains insufficiently understood. Therefore, this work develops a comprehensive approach to quantify the influence of the bonding region on the HITB in the FW by explicitly incorporating both diffusion and trapping effects. The diffusivity of the bonding region is obtained by minimizing the deviation between gas-driven permeation (GDP) experimental data and simulation results, while trap properties are evaluated using macroscopic rate equation modeling based on thermal desorption spectroscopy (TDS) data. Results show that the diffusivity of the bonding region lies between that of pure W and RAFM steel, and its trap density is at least an order of magnitude higher than that of pure W and RAFM steel. The permeation flux is delayed by the bonding region. Simulated retention indicates about 20% higher retention as considering the bonding region in the FW model, however the overall retention in the FW is not significantly affected due to the limited thickness of the bonding region. Additionally, to improve the predictive accuracy of the HITB model, the quasi-intrinsic diffusion coefficient () of RAFM steel is obtained. This is achieved by employing an error minimization function that adjusts the value of to minimize the discrepancy between the simulated permeation flux and the experimental flux obtained from GDP measurements. This study establishes a refined HITB model for the FW.
第一壁（FW）における水素同位体輸送挙動（HITB）の理解は重要であり、これまでシミュレーションが広く用いられてきた。これまでのシミュレーションの多くは、純タングステン（W）および低放射化フェライト/マルテンサイト（RAFM）鋼の水素輸送パラメータを使用しており、それらの界面における水素拡散はほとんど無視されてきた。WとRAFM鋼の接合は、元素相互拡散、Fe-W二元系相析出物、ならびに転位およびマイクロボイドの密度増加を特徴とする接合領域の形成を必然的に引き起こす。複雑な微細組織特徴とトラッピング機構が共存する接合領域のHITBは、十分に理解されていないままである。そこで本研究では、拡散効果とトラッピング効果の両方を明示的に組み込むことにより、FWにおけるHITBに対する接合領域の影響を定量化する包括的アプローチを開発する。接合領域の拡散係数は、ガス駆動透過（GDP）実験データとシミュレーション結果との偏差を最小化することによって取得され、トラップ特性は、熱脱離分光法（TDS）データに基づく巨視的速度方程式モデリングを用いて評価される。結果は、接合領域の拡散係数が純WとRAFM鋼の中間にあり、そのトラップ密度が純WおよびRAFM鋼の少なくとも一桁高いことを示している。透過フラックスは接合領域によって遅延される。シミュレーションによる保持量は、FWモデルで接合領域を考慮すると約20%高い保持量を示すが、接合領域の厚さが限られているため、FW全体の保持量は有意には影響を受けない。さらに、HITBモデルの予測精度を向上させるために、RAFM鋼の準固有拡散係数（）が取得される。これは、シミュレーションされた透過フラックスとGDP測定から得られた実験フラックスとの間の不一致を最小化するようにの値を調整する誤差最小化関数を用いることによって達成される。本研究は、FWのための改良されたHITBモデルを確立する。