AbstractA steady-state and high-flux ion beam irradiation test device (HiFIT) equipped with an ECR ion source and spherical electrodes was developed. Hydrogen irradiation fluxes were 3.6×1021 Hm−2 s−1 for an acceleration voltage Vacc of 3 kV and about 4×1020 Hm−2 s−1 for Vacc from 0.15 to 0.5 kV (dominant ion species is H3+). Mixed ion beams with hydrogen and carbon with the carbon concentration from 0.1% to ∼10% were obtained. Carbon impurity concentration was controlled by puffing methane gas or putting graphite plates in the ion source chamber. Carbon impurity concentration was calculated by using measured effective cross-sections (including dissociation and neutralization) of molecular ions in a beam transport chamber. New mixed material effect on blister formation of tungsten bombarded with hydrogen and carbon mixed ion beam was observed. It was found that carbon impurity of less than 1% in hydrogen beams significantly affected blister formation.
ECRイオン源と球面電極を備えた定常・高フラックスイオンビーム照射試験装置（HiFIT）を開発した。水素照射フラックスは、加速電圧Vaccが3 kVの場合に3.6×10²¹ Hm⁻²s⁻¹、Vaccが0.15〜0.5 kVの場合に約4×10²⁰ Hm⁻²s⁻¹（主要イオン種はH₃⁺）であった。水素と炭素の混合イオンビームは、炭素濃度が0.1%〜約10%の範囲で得られた。炭素不純物濃度は、イオン源チャンバーへのメタンガスの導入またはグラファイト板の設置により制御した。炭素不純物濃度は、ビーム輸送チャンバー内での分子イオンの解離および中性化を考慮した実測の有効断面積を用いて算出した。水素・炭素混合イオンビームを照射したタングステンにおいて、新たな混合材料効果が観察された。水素ビーム中の炭素不純物が1%未満であっても、タングステンのブリスター形成に有意な影響を及ぼすことが見出された。