We investigated the effect of surface temperature on deuterium retention in self-damaged tungsten exposed to high-flux deuterium plasmas. The retention saturates at a W4+ fluence of about 3 × 1017 m−2 and is strongly reduced for the present high surface temperatures of 800–1200 K as compared with previous experiments at 470–525 K. Combination of nuclear reaction analysis (NRA), thermal desorption spectroscopy and positron annihilation Doppler broadening (PADB) was used to investigate the reduction in deuterium retention. The NRA showed a strong reduction of retention at the surface at high surface temperatures. The PADB measurements suggest that during plasma exposure defects are mobile and cluster into larger clusters containing up to a few tens of vacancies. The Tritium Migration Analysis Program 7 simulations show that trapping and de-trapping rates are very high for defects with trapping energies below ∼1.5 eV. The strong reduction in retention seems to be caused by the reduced amount of mono-vacancies and small vacancy clusters in combination with their strong depopulation due to thermal trapping and de-trapping.
我々は、高フラックス重水素プラズマに曝露した自己損傷タングステンにおける重水素保持に対する表面温度の影響を調査した。保持は、W4+フルエンス約3×10^17 m^-2で飽和し、今回の表面温度800〜1200 Kでは、従来の470〜525 Kでの実験と比較して大幅に減少した。核反応解析（NRA）、熱脱離分光法、陽電子消滅ドップラー広がり（PADB）を組み合わせて、重水素保持の減少を調査した。NRAは、高温での表面近傍の保持の大幅な減少を示した。PADB測定は、プラズマ曝露中に欠陥が移動し、最大数十個の空孔を含むクラスターへと凝集することを示唆している。Tritium Migration Analysis Program 7シミュレーションは、約1.5 eV以下のトラップエネルギーを持つ欠陥に対して、トラッピングおよびデトラッピング速度が非常に高いことを示している。保持の大幅な減少は、単一空孔および小さな空孔クラスターの量が減少し、さらに熱的トラッピングおよびデトラッピングによるそれらの強い減少が組み合わさった結果であると考えられる。