Proposed materials for ITER are beryllium for first wall and tungsten tiles (plus carbon fibre composites) for the divertor. The use of carbon materials at the divertor plates of ITER can be problematic due to the formation of tritium-containing co-deposits coming from the products of chemical erosion and physical sputtering. Scavenging effect in the hidden regions of the divertor has been proposed as a possible technique to eliminate the formation of amorphous carbon films. Nitrogen gas has been proposed as a good scavenger. Although a complete suppression of the formation of amorphous carbon films by nitrogen was achieved in laboratory experiments (in a low temperature plasma), only a moderate reduction (<30–40%) was seen at JET in type-III ELM discharges (Tabares et al 2005 J. Nucl. Mater.337–339 867–71). This justifies further analyses for an understanding of physicochemical processes for the deposition/inhibition of carbon films. In this work, experiments in RF plasma discharges at low pressures of CH4/N2 admixtures were carried out. The formation of amorphous carbon films was investigated under different physical conditions, with high and low energetic ions on powered and floating electrodes, respectively. Optical emission spectroscopy of ion and neutral species was employed as the main diagnostic.
ITERの第一壁材料としてベリリウム、ダイバータ材料としてタングステンタイル（および炭素繊維複合材）が提案されている。ITERのダイバータ板における炭素材料の使用は、化学エロージョンおよび物理スパッタリングの生成物に由来するトリチウム含有共堆積物の形成により、問題となり得る。ダイバータの隠れた領域におけるスカベンジング効果は、非晶質炭素膜の形成を除去するための可能な手法として提案されている。窒素は優れたスカベンジャーとして提案されている。実験室実験（低温プラズマ中）では窒素による非晶質炭素膜の形成の完全な抑制が達成されたが、JETにおけるタイプIII ELM放電ではわずかな低減（<30〜40%）しか観察されなかった（Tabaresら 2005 J. Nucl. Mater. 337–339 867–71）。このことは、炭素膜の堆積/抑制における物理化学的プロセスの理解を深めるためのさらなる解析を正当化するものである。本研究では、CH4/N2混合ガスの低圧RFプラズマ放電における実験を行った。非晶質炭素膜の形成を、それぞれ印加電極および浮遊電極上の高エネルギーイオンおよび低エネルギーイオンの異なる物理的条件下で調査した。イオン種および中性種の光学発光分光法を主要な診断法として用いた。