Tungsten was irradiated with different ion species (H, D, He, Si, Fe, Cu, W) at energies between 0.3 and 20.3 MeV to two different calculated damage levels of 0.04 dpa and 0.5 dpa. Samples were exposed to a low-temperature deuterium (D) plasma at 370 K to decorate the radiation defects. D retention was studied by nuclear reaction analysis using the D(3He, p)α reaction and by thermal desorption spectroscopy. For tungsten irradiated by light ions (H, D, He) the depth profiles as well as D desorption spectra show clear differences. On the other hand, tungsten irradiated by medium- to high-mass ions (Si, Cu, Fe, W) to identical dpa values shows similar D depth profiles and nearly identical D desorption spectra, i.e. the D retention is comparable. Since the large differences in the primary recoil energy distribution due to different incident energies of the different ions (Si, Cu, Fe, W) do not result in a different D retention, we assume that neutron irradiation of tungsten in a future fusion reactor will result in a similar D retention as in tungsten damaged by medium- to high-mass ions. Irradiation with ions with a mass of 28 amu (Si) or higher seems to be a suitable proxy for investigating the influence of displacement damage by neutrons on D retention.
タングステンに、異なるイオン種（H、D、He、Si、Cu、Fe）を0.3～20.3 MeVのエネルギーで照射し、計算上の損傷量を0.04 dpaおよび0.5 dpaの2条件とした。試料は、放射線損傷を標識するために、低温の重水素（D）プラズマ（370 K）に曝露した。Dの保持は、核反応分析（D(3He, p)α反応）および昇温脱離分光法を用いて調べた。軽イオン（H、D、He）を照射したタングステンでは、Dの深さ分布およびDの昇温脱離スペクトルの両方に明確な差異が認められた。一方、中質量から重質量のイオン（Si、Cu、Fe、W）を同一のdpa値まで照射したタングステンでは、Dの深さ分布は類似し、Dの昇温脱離スペクトルもほぼ同一であり、すなわちDの保持量は同等であった。異なるイオン種（Si、Cu、Fe、W）の異なる入射エネルギーによる一次反跳エネルギーの大きな差異が、D保持量の差異をもたらさないことから、将来の核融合炉における中性子照射によるタングステンのD保持量は、中質量から重質量のイオンで損傷を与えたタングステンと同程度になると推測される。したがって、質量28 amu（Si）以上のイオンによる照射は、中性子による変位損傷がD保持に及ぼす影響を調査するための適切な代替手段であると考えられる。