We present a study of the role of boron and oxygen in the chemistry of deuterium retention in boronized ATJ graphite irradiated by the extreme environment of a tokamak deuterium plasma. The experimental results were obtained by the first XPS measurements inside the plasma chamber of the National Spherical Torus Experiment Upgrade, between the plasma exposures. The subtle interplay of boron, carbon, oxygen and deuterium chemistry is explained by reactive molecular dynamics simulations, verified by quantum–classical molecular dynamics and successfully compared to the measured data. The calculations deciphered the roles of oxygen and boron for the deuterium retention and predict deuterium uptake into a boronized carbon surface close in value to that previously predicted for a lithiated and oxidized carbon surface.
我々は、トカマク重水素プラズマの過酷な環境によって照射されたボロン化ATJグラファイトにおける重水素保持の化学におけるホウ素と酸素の役割に関する研究を提示する。実験結果は、プラズマ曝露の間に、National Spherical Torus Experiment Upgradeのプラズマチャンバー内で行われた初めてのXPS測定によって得られた。ホウ素、炭素、酸素、重水素の化学の微妙な相互作用は、反応性分子動力学シミュレーションによって説明され、量子古典分子動力学によって検証され、測定データと首尾よく比較された。計算は、重水素保持における酸素とホウ素の役割を解明し、ボロン化炭素表面への重水素取り込みが、リチウム化および酸化された炭素表面について以前に予測された値に近い値になることを予測する。