Chemical vapour deposited diamond was irradiated with 5 MeV carbon ions to simulate the damage caused by collision cascades from neutron irradiation in a fusion environment. Ion-irradiated samples were then exposed to a deuterium plasma in MAGPIE with ion flux of ∼1.3 × 1021 ions m−2 s−1. Raman and near edge x-ray absorption fine structure (NEXAFS) spectroscopy were used to characterize the degree of disorder and sp2-bonding induced by the ion irradiation. The signals of sp2-bonded and disordered carbon were observed to decrease after exposure to the deuterium plasma, although sharp Raman peaks indicative of vacancy and interstitial defects induced by the MeV ions were less affected. Recovery of a diamond-like surface after plasma exposure was evident in the NEXAFS spectra. Elastic recoil detection analysis showed that the ion-damaged diamond retained more deuterium than diamond exposed only to deuterium plasma. For the case of unirradiated samples, diamond retained more deuterium than graphite. However, for the case of the ion-irradiated samples, diamond exhibited less deuterium retention than graphite.
化学蒸着により作製したダイヤモンドに、核融合環境における中性子照射による衝突カスケードの損傷を模擬するため、5 MeVの炭素イオンを照射した。イオン照射した試料を、その後、MAGPIE装置において、イオンフラックス約1.3×10²¹ ions m⁻² s⁻¹の重水素プラズマに曝露した。ラマン分光法およびX線吸収端近傍構造（NEXAFS）分光法を用いて、イオン照射によって誘起された無秩序化の程度とsp²結合の形成を評価した。重水素プラズマ曝露後、sp²結合炭素および無秩序化炭素に由来するシグナルは減少したが、MeVイオン照射によって誘起された空孔および格子間原子欠陥に起因するシャープなラマンピークは、その影響をあまり受けなかった。NEXAFSスペクトルにおいて、プラズマ曝露後のダイヤモンド表面の回復が明瞭に観察された。弾性反跳検出分析の結果、イオン照射したダイヤモンドは、重水素プラズマのみに曝露したダイヤモンドよりも多くの重水素を保持することが示された。未照射の試料の場合、ダイヤモンドはグラファイトよりも多くの重水素を保持した。しかし、イオン照射した試料の場合、ダイヤモンドはグラファイトよりも重水素の保持量が少なかった。