Fusion experiments use lithium and boron getters to capture impurities and control the density of fuel species in the plasma. In the TJ-II Stellarator, the addition of a boron-carbon substrate was found to extend the lifetime of the very reactive lithium wall conditioning. However, the synergies between the lithium layer and the underlying boron-carbon, or the effect of a glow discharge cleaning, on oxygen and deuterium gettering are not fully understood. Laboratory experiments were therefore initiated to gain deeper insight on the getter properties of B(C)/Li walls. The coatings were exposed to oxygen gas and plasmas while the capture and release of O was followed by mass spectrometry. Without the boron substrate, the maximum oxygen uptake is half the number of lithium atoms in the film for both oxygen gas and oxygen plasma. Conversely, the behaviour of B(C)/Li walls depends on the nature of the oxidation process: molecular oxygen (O:Li ≈ 0.15) or plasma (O:Li ≈ 0.50). The oxygen plasma gettering is thus preserved against molecular oxidation, e.g. an overnight exposure to the residual gas. While oxygen is known to promote hydrogen retention in lithium, the oxygen content of a B(C)/Li coating shows little effect on deuterium retention. Unlike simple lithium, the oxygen and deuterium gettering of B(C)/Li recovers after a helium glow discharge treatment. These advantageous features clearly point to a change in chemistry, with complex interactions between film constituents and the oxygen-rich environment of magnetic fusion devices.
核融合実験では、リチウムおよびホウ素ゲッターを用いて不純物を捕捉し、プラズマ中の燃料種の密度を制御している。TJ-IIステラレーターでは、ホウ素-炭素基板の追加により、非常に反応性の高いリチウム壁コンディショニングの寿命が延びることが見出された。しかしながら、リチウム層と下層のホウ素-炭素との間の相乗効果、あるいはグロー放電洗浄が酸素および重水素のゲッタリングに及ぼす影響については、完全には理解されていない。そこで、B(C)/Li壁のゲッター特性についてより深い知見を得るために、実験室実験が開始された。コーティングは酸素ガスおよびプラズマに曝され、Oの捕捉と放出は質量分析により追跡された。ホウ素基板がない場合、酸素ガスと酸素プラズマの両方において、最大酸素取り込み量は膜中のリチウム原子数の半分である。対照的に、B(C)/Li壁の挙動は酸化プロセスの性質に依存する：分子状酸素（O:Li ≈ 0.15）またはプラズマ（O:Li ≈ 0.50）。したがって、酸素プラズマゲッタリングは分子状酸化、例えば残留ガスへの一晩の曝露に対して保護されている。酸素はリチウム中の水素保持を促進することが知られているが、B(C)/Liコーティングの酸素含有量は重水素保持にほとんど影響を示さない。単純なリチウムとは異なり、B(C)/Liの酸素および重水素ゲッタリングはヘリウムグロー放電処理後に回復する。これらの有利な特徴は、化学的性質の変化、すなわち膜構成成分と核融合装置の酸素リッチ環境との間の複雑な相互作用を明確に示している。