Продукты эрозии материалов, образующиеся при воздействии интенсивных импульсных потоков плазмы, и захват изотопов водорода в них тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.08 ВАК РФ

На правах рукописи

ПУТРИК АНТОН БОРИСОВИЧ

ПРОДУКТЫ ЭРОЗИИ МАТЕРИАЛОВ, ОБРАЗУЮЩИЕСЯ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ИНТЕНСИВНЫХ ИМПУЛЬСНЫХ ПОТОКОВ ПЛАЗМЫ, И ЗАХВАТ ИЗОТОПОВ

ВОДОРОДА В НИХ

Специальность 01.04.08 — «Физика плазмы»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Ь Ш 2015

Троицк, Москва 2014 005558210

005558210

Работа выполнена в ФГУП «Государственный научный центр Российской Федерации Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований».

Научный руководитель: кандидат физико-математических наук, первый

заместитель директора Отделения магнитных и оптических исследований ФГУП «ГНЦ РФ ТРИНИТИ» Житлухин Анатолий Михайлович

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, ведущий

научный сотрудник лаборатории поверхностных явлений при низкоэнергетических воздействиях Института физической химии й электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН Шарапов Валерий Михайлович

кандидат физико-математических наук, инженер-исследователь лаборатории радиационных исследований материалов отдела физики ядра отделения ядерной физики и пучковых технологий института общей и ядерной физики центра фундаментальных исследований Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» Нагель Михаил Юрьевич

Ведущая организация: ОАО «Высокотехнологический научно-

исследовательский институт неорганических материалов им. А. А. Бочвара».

Защита состоится 25 февраля 2015 г. в 16 час. 30 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.130.05 при Национальном исследовательском ядерном университете «МИФИ» по адресу: 115409, г. Москва, Каширское шоссе, д. 31, тел. 8(495)788-56-99 доб. 95-26.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» и на сайте: http://ods.mephi.ru.

Просим принять участие в работе совета или прислать отзыв в двух экземплярах, заверенный печатью организации.

Автореферат разослан » ^/-/а^^-е 20/Гг.

Ученый секретарь диссертационного совета Д212.130.05, докторфиз.-мат.наук // Р.С.Стариков

Ь ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

На сегодняшний день в качестве обращенных к плазме материалов (ОПМ) дня токамака ИТЭР выбраны вольфрам (для защшы дииертора) и бериллий (для защшы первой стенки токамака) [1]. Решение об использовании материала на основе углерода (углеродно-волокнистого композита) в качестве ОПМ для зашщы дивергора будет принято на основании результатов роботы ИТЭР с полностью вольфрамовым дивертором. Тем не менее, графит успешно используется го многих термоядерных установках и имеет определенные преимущества в сравнении с другими ОПМ [2], и поэтому представляет интерес для дальнейшего использования, в том числе и в ИТЭР.

Эрозия ОПМ и осаждение продуктов эрозии в виде пленок является одной из проблем реакгоратокамака ИТЭР, в том числе и потому, что продуюы эрозии будут содержать значительное количество захваченного тртгшя и явлэться основным источником его накопления в вакуумной камере ИТЭР [3,4]. Д анные о свойствах осажденных пленок, в том числе и о захвате изотопов водорода в них, накоплены в основном в экспериментах с длительными разрядами (порядка секунд и более), три которых скорость осаждения мала (менее 1018 агом-см^с1), например, [5-7]. Однако, большой интерес представляют переходные процессы (ЭЛМ-собыгия и срывыХ у которых длительность лежит в миллисекундам диапазону а сирость осаждали и условия осаждения продуктов эрозии, например, локальная тепловая нагрузка, динамика темпершуры поверхности, бутуг сильно спличашя от стационарных. Поэтому актуальным является исследование осаждающихся пленок при взаимодействии плазмы с ОПМ в условиях, характерных для переход ных процессов

С другой стороны, наряду с локальным плазменнотепловым воздействием на материалы при ЭЛМ-собьпиях и срывах, воздействию излучения во время ослабленных срывов ИТЭР [8] будет подвергался вся внутренняя поверхность камеры токамака, в том числе и осажденные продукты эрозии материалов. В связи с этим, аюуальным является изучение изменения свойств продуктов эрозии, в том числе и концентрации захваченных шепотов водорода в них, в результате воздействия излучения с параметрами, характерными для ослабленных срывов. Объект и предмет исследования

Объектом исследования в данной работе являются осажденные пленки, которые образовались в результате взаимодействия импульсных потоков плазмы и твердотельной мишени. Исследовались плс! жи, получашье при облуче! ™ графит (МПГ-6) и вольфрама (В-МП) I и плазма в юм ускоршелз КСПУ-Т потоками плазмы с тепловой нагрузкой 2,6 МДж/м^иа оси потока плазмы) и длительностью 0,5 мс.

Предметом исследования являются характеристики осажденных пленок, в частости концгтрация юогопов водорода в них, в зависимости от скорости осаждения и условий в месте осаждение а также изменение этих характеристик в результате воздействия на пленки излучения, генерируемого при взаимодействии плазмы и твердэтелы юй миии и. Цель и задачи исследования

Целыо настоящей работы является экспериментальное исследование свойств осажденных пленок образующихся в результате взаимодействия импульсных потоков плазмы (параметры которых характерны для переходных плазменных процгссов токамака-реакгора [9]) и твердотельной мишени. Для достижения данной цели решены следующие задачи:

1. Проведен численный расчет динамики испарения материалов тепловым импульсом, на основании которого, выбраны параметры плазменного потока (тепловая нагрузка и длительность воздействия), обеспечивающие ш гга кии юе испара ше графита и вольфрама

2. Экспериментально определена скорость осаждения испаренного материала, локальная тепловая нагрузка, рассчитана динамика температуры поверхности в местах осаждения пленок щи взаимодействии плазменного гкжжас мишенью.

3. Определены характеристики осажденных пленок (в том числе концгтрация захваченного водорода в них) в зависимости от температуры поверхности и скорости осаждения материала

4. Исследовано изменение характеристик осажденных пленок (в том числе концентрации захвачеш юго водорода в них) в зависимости от условий их облучения после осажда гия.

5. Проанализированы особенности свойств осажденных пленок по сравнению с пленками, полученными в условиях стационарного продажа

Выносимые на защиту положения

1. Метод и устройство для измерения скорости осаждения про.гдосгов эрозии в условиях импульсных процессов длительностью менее 1 мс с временным разрешением 0,02 мс.

2. Результаты измерения скорости осаждения продуктов эрозии графита и вольфрама в экспериментах по моделированию ЭЛМ-событий и срывов, ожидаемых в И1ЭР, которые составляют (10 - 70)х 1019 агом-см^-с1 для графита и (0,1 -8)*1019агом-см"2-с' для вольфрама, то как минимум на три порядка превышает соответствующее значение во время стационарных процессов втокамаке.

3. ЭкепериметалытьедашъюоконцапрациииэотоповвддородавС—О-иС—XV—О-плёнках, полученных в результате осаждения продуктов эрозии, образующихся при взаимодействии дейгериевого потока плазмы (плазменная тепловая нагрузка на оси потока плазмы 2,6 МДяЛ!2 при длительности импульса 0,5 мс) и твердотельной мишени.

4. Экспериментальные данные об изменении концентрации изотопов водорода в С—D и С— W—D пл£нкач после их облучения импульсами излучения с гаютосшо энергии 0,05- О^ЭДДж/м2 и длительностью 0,5 мс, характерными для ослабленного срыва ИТЭР. Научная новшна работы

Впервые исследована динамика осаждения пленок с высоким разрешением 0,02 - 0,07 мс щи эрозии твердотельных мишеней короткими импульсам энергоемких потоков плазмы (плазменная тепловая нагрузка на оси потока плазмы 2,6 МД ж/м2 три длительности импульса 0,5 мс).

Впервые подробно исследованы свойства пленок, полученные при осаждении продуктов эрозии твердотельных мишеней потоком дейтериевой плазмы с выоокой энергоемкостью.

Впервые измерено содержание дейтерия в пленках, осажденных при распылении мишеней вькхжоонергешчными потоками плазмы

Впервые исследовалось воздействие на осажденные пленки излучения, генерируемого при торможении водородного потока плазмы на твердотельной мишени (плошостью энергии излучения 0,05 -0,5 МДж/nI2, длительность 0,5 мс). Теоретическая значимость и практическая ценность работы

Результшы работы важны при анализе скорости эрозии обращенных к плазме материалов, свойств проектов эрозии и внугриреакгорного накопления трития в результате кратковременных переходных собьпий в ИТЭР и других реакторах синтеза.

Полученные экспериментальные данные могут бьпь использованы при оценке срока безопасной эксплуатации физической установки, в течение которого содержание трития не будет превышать определенного предела

Полученные экспериментальные данные могут быть использованы для верификации расчгшо-теоретических моделей захвата изотопов водорода продуктами эрозии материалоа Апробация работы и публикации

Результаты работы были представлены на следующих конференциях: 16-я, 17-я конференции 'Взаимодействие плазмы с поверхностью" в рамках научной сессии НИЯУ МИФИ (2013,2014 гг.), 40-я Международная (Звенигородская) конференция по физике плазмы и УТС (2013 г.), 16-я Международная конференция по материалам для термоядерного реактора (16th International Conference on Fusion Reactor Materials, 2013 г.\ 56-я Ночная конференция МФТИ-56 (2013 г.), 21-я Конференции по взаимодействию плазмы с поверхностью в термоядерных установках (Plasma-

Surface Interaction in Controlled Fusion Devices, 2014 г.), Международ ная школа «Физика взаимод ействия »

плазмы с поверхностью» (International Summer School on ths Physics of Plasma Surface Interactions, 2014 г.). Всего по результатам исследований опубликовано сачь работ, перечисленньк в списке публикаций. Личный вклад автора

Представленные в диссертационной работе экспериментальные результаты толучгны непосредственно автором: им были изготовлены д иагностики, щюведены эксперимент, обработаны и проанализированы полученные данные, выполнен ряд расчетов, сделаны выгоды. Сгруюура и объем диссертации

Диссертациошвя робота состоит и введения, пяти глав, заключения и списка использованных источников. Работа содержит 147 страниц текста, 69 рисунков, 9 таблиц и ссылки щ93 источника.

П. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обозначены актуальность темы, цель и задачи исследования, сформулированы объект и предмет исследования, рассмотрены научная новизна, теоретическая значимость, практическая ценность и личный вклад автора Представляются положения, выносимые на защту, приводится информация об апробации работы, публикациях и о структуре диссертационной рабош.

Первая глава представляет собой обзор литературы, включающий в себя три радела и заключение. В первом разделе описаны условия работы защишых материалов первой стенки и дивергора токамака ИТЭР. Во втором разделе представлены характеристики продуктов эрозии ОПМ (в частности, захват изотопов водорода в них), полученные при экспериментальном моделировании условий стационарного процесса В третьем разделе рассмотрена проблема удаления изотопов водорода из продуктов эрозии ОПМ.

Согласно анализу, для моделирования условий импулызтых переходных процессов, как это следует из данных работы [10], наиболее подходит квазисгаиионарный сильноточный плазменный ускоритель. При импульсном плазменном облучении материалов на подобных ускорителях будут образовываться продуюы эрозии, которые щи осаждении будут захватывать изотопы водорода. Данный процесс будет одним из определяющих общее количество захваченных изотопов водорода во время работы токамака. Однако подавляютдая чаль существующих экспериментальных данных о свойствах продуктов эрозии, в том числе и о концентрации изотопов водорода é них, была получена для случая стационарных процессов, щи которых скорость осаждения мала (менее 1018 атом-CM'V), например [5-7]. Палому актуальным является исследование свойств (в том числе и концентрации изотопов водорода в них) продуктов эрозии, образующихся в условиях импульсных переходных процессов, и разработка эффективных методов дегригизации, поскольку максимальное содержание трития внутри вакуумной камеры ИТЭР ограничено 700 г.

Во второй главе представлены выбранная геометрия и условия экспериментов для моделирования импульсных плазменно-тепловых нагрузок на ОПМ, в которой поток дейгериевой плазмы (сформированный квазистационарным сильноточным гашменным ускорителем КСПУ-Т) паааег на поверхность мишени, ориентированной нормально по отношению к потоку плазмы (рисунок 1 а). В экспериментах использовалось д ва топа мишеней. Графитовая мишень представляет собой сплошную пластину (размеры 120x120x5 мм), вырезанную из листа графита МПГ-6. Вольфрамовая мишень собрана из_50 полос вольфрама марки В-МП размером 100x15x2 мм, к потоку плазмы обращены торны полос. Плотность приходящей на поверхность мишени энергии и длительность плазменного воздействия являются одними из основных параметров^ определяющих количество испаренного материала Измерение локальной тепловой нагрузки проводилось с использованием многоканального термопарного калориметра (изготовленного из ниобия) с пространственным разрешением. Согласно результатам измерений при нормально расположенной мишени по отношению к потоку плазмы, распределение тепловой нагрузки на поверхности мишени имеет осевую симметрию и достаточно точно аппроксимируется распределением Гаусса, ширина профиля на полувысоте равна 6 он (рисунок 16). Тепловая нагрузка на оси потока практически линейно возрастает от 1,2 от 2,6 МПя^ при увеличении напряжения зарядки конденсаторной батареи от 2,3 до 3,6 кВ. Характерная длительность плазменного воздействия: 0,5 мс (длительность импульса на полувысоте). Таким образом, параметры тепловой нагрузки близки к требуемым для имитации ЭЛМ-собьпий, ожидаемых в ИТЭР [9], но направленная энергия ионов (Е,=0,05 - 0,5 кэВ) имеет меньшее значение (менее 1 кэВ), а плотность (и= Ю^-Н^м""3) и давление плазмы при торможении на мишени (р=(1-ЮуЮ'ПаХ имеют более высокие значения в сравнении с ожидаемыми во время импульсных переходных процессов ИТЭР.

Выбранная схема питания ускорителя КСПУ-Т обеспечивает трапецеидальную ферму импульса, отличительной особенностью которой является наличие короткого переднего фронта (< 50 мщ что составляет не более 10% от длительности импульса на полувыоою) и области плато (=500 мке, совпадает характерной длительностью импульса давлениях в которой параметры разряда слабо меняются во времени. Д анная форма импульса, близкая к прямоугольной, отличается от характерней для импульсных переходных процессов токамака Для того чтобы оценить возможность переноса результатов эксперимента на условия ИТЭР, был проведен расчет динамики испарения материала мишени при различных фермах теплового импульса

Плазменный ускоритель

Поток плазмы

а

2

|1,8 Ч1,6

I 1,4 о.

о

§ 1,2 я в

= 1

| 0,8

= 0,6

■а

и

о 0,4

|о,2

V

Мишень

;

• Ряд калориметра (X) ♦ Ряд калориметра (У)

...... '-Л.2 к.

! / •у" 1

Ь: V N

// < *г Ч \

<' / / \\

// // ч \

/ / / / X /

* ........ ч X

-80

60

80

-60 -40 -20 О 20 40

б Расстояние от оси потока плазмы\Л, мм

Рисунок 1 - Схема эксперимента (а) и типичные профили тепловой нагрузки на поверхности мишени (напряжение зарядки конденсаторной батареи 2,6 кВ) (б) В результате расчетов определена плотность энергии, при которой динамика испфения и количество испаренного вещества в экспериментах на КСПУ-Т будут соответствовать ожидаемым в ИТЭР во время импульсных переходных процессов. Продукты эрозии, образующиеся в результате взаимодействия плазменного потока и твердотельной мишени, могут захватывать изотопы водорода в процессе осаждения. Определение скорости осаждения и условий осаждения продуктов эрозии, а также их влияние на концентрацию захваченного дейтерия, представлено в третьей и четвертой главе соответственно.

В третьей главе рассмотрены условия осаждения продуктов эрозии при экспериментальном моделировании импульсных плшменно-тептовых нагрузок на КСПУ-Т. Измерены распределение массы осажденных продуктов эрозии, локальная тепловая нагрузка в местах их осаждения. На

основании измерений и расчетов даны рекомендации о выборе материала коллектора, предложены места расположения коллекторов для сбора и последующего облучения излучением продуктов эрозии. С помошуо специально разработанной диагностики определена скорость осаждения продуктов эрозии. Проведено сопоставление между экспериментально полученной динамикой осаждения и расчетной динамикой испарения магериалоа

Для имитации ЭЛМ-собыгий, ожидаемых в И1ЭР, в соответствии с выполненными расчетами, были выбраны следующие параметры импульса КСПУ-Т: плазменная тепловая нагрузка на оси потока

плазмы 2,6 МДж/м2, спадающая вдвое на расстоянии <УХ.= 3 ± 0,5 см от оси потока плазмы, длительность импульса 0,5 мс. При данных параметрах импульса будет происходить интенсивное испарение, как графита, так и вольфрама, и, следовательно, интенсивное осаждение эродированного материала Описанные экспериментальные условия были идентичными для всех проводимых экспериментов по осаждению продуктов эрозии в настоящей работе.

Продукты эрозии, образующиеся в результате взаимодействия дейтериевого потока плазмы и мишени, осаждались на всю внутреннюю поверхность вакуумной камеры ускорителя. Для измерения скорости их осаждения была разработана и изготовлена диагностика, модуль которой был закреплен на расстоянии /3 = 35 см от центра мишени, нормально по отношению к падающему потоку плазмы (рисунок 2 а). Принцип измерения скорости осаждения состоит в следующем (рисунок 2 б): поток продуктов эрозии осаждается через узкую щель (ширина 1 мм) в неподвижной маске на вращающийся диск, отстоящий от неё на 1 мм. Для того чтобы каждой точке на врашаюшемся диске мог быть сопоставлен определённый момент времени от начала разряда, необходима синхронизация. Для её осуществления используются свего- и фотодиоды: запуск КСПУ-Т происходит в ют момент, когда отверстие на врашаюшемся диске совмещается с отверстием в неподвижной маске. На рисунке 3 изображены типичные фото образцов, полученных в результате применения разработанной методики. На каждом из образцов можно видеть два следа узкий и протяженный, полученные после 20 импульсоа Узкий след был получен при фиксированном положении диска Протяженный след был получен при вращении диска (для графитовой мишени время одного оборота - 6,7 мс; для вольфрамовой мишени - 8 мс). Поскольку между запуском КСПУ-Т и вращающимся диском существует синхронизация, то может быть введен временной масштаб доя обоих дисков: 1° = 18.5 мкс и 1° = 222 мкс для графитового и вольфрамового экспериментов соответственно. После введения временного масштаба можно определить временное разрешение разработанной диагностики. Временное разрешение определяется как произведение временного масштаба и углового размера узкого следа В нашем случае временные разрешения равны 60 мкс и 70 мкс доя графитового и

вольфрамового экспериментов соответственна Полученные значения более чем на порядок меньше полного времени осаждения длительностью примерно 1 мс. Максимальное временное разрешение разработанной диагностики составляет 20 мке при ширине щели 03 мм и времени оборота 5 мс. Плазменный Облучаемая Диагностический

Светодиод Синхронизация фотобиов

Рисунок 2 - Схема размещения диагностического модуля для измерения скорости осаждения (а) и принцип измерения скорости осаждения (б) Как в эксперименте с графитовой мишенью, так и в эксперименте с вольфрамовой мишенью (рисунок 3 а, б), наблюдается задержка между началом разряда и началом осаждения: в это время происходит разогрев мишени до температуры, при которой начинается интенсивное испарение материалоа Д алее скорость осаждения продуктов эрозии нарастает до определенного максимального значения, затем снижается и, в итоге, осаждение прекращается до окончания разряда Экспериментально определенная средняя скорость осаждения продуктов эрозии в КСПУ-Т лежит в диапазоне (10 - 70>Ю19 агом-см^-с1 для графита и (0,1 - 8}1019 агомсм'2с' для вольфрама, что значительно выше соответствующих скоростей осаждения при стационарных процессах [5-7].

Для того чтобы определить, как меняются во времени относительные содержания углерода и вольфрама в плазменном потоке, были измерены относительные концентрации углерода и вольфрама (при помощи энергодисперсионного рентгеновского анализа) в полученных образцах, изображенных на рисунке 3. Временные зависимости мощности разряда, скорости осаждения, расчетной скорости

испарения для графита и вольфрама тцкдставлены на рисунках 4 а и 4 б соответственно. Скорость осаждения и испарения нормирована на максимальное значение.

Рисунок 3 - Образцы, полученные в экспериментах по измерению скорости осаждения продуктов эрозии графита (а) и вольфрама (б)

Существует определенная корреляция (для графита выражена более явно, чем для вольфрама) между рассчитанной динамикой испарения (пунктирные линии на графиках - рисунок 4) и экспериментально полученной динамикой осаждения. Расхождение может бьпь связано с тем, что при расчете скорости испарения не учитывались, что теплофизические свойства материалов (теплопроводность, теплоемкость, плотность) могут существенно изменяться в результате многократного плазменного облучения ю-за модификации поверхностного слоя. Для того чтобы онешпь возможное изменение теплопроводности материалов (может иметь место при импульсном плазменном облучении материалов), был проведен расчет скорости испарения (серые сплошные линии на графиках рисунка 4) с заниженными значениями теплопровод ности

Наилучшее соответствие динамики испарения и осаждения для графита достигается, согласно расчетам, при уменьшении теплопроводности до 03 от значения для необлученного материала Для более точного соответствия экспериментальных и расчетных данных необходимо учшывагь процессы хрупкого разрушения графита, которые могут иметь место во время плазменного облучения. Такие процессы сопровождаются образованием частиц микронных и субмикронных размеров, интенсивно испаряющихся вблизи мишени [11]. Кроме того, на поверхности материала могут локально присутствовать участки, имеющие более низкую теплопроводность, из-за которых может продолжаться интенсивное испарение более длительное время в сравнении с расчетным (даже после 0,6 мс от начала плазменного воздействия, что наблюдается на рисунке 4 а).

0,1 0,2 0.3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Время, мс

0,1 ОД 0.3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Время, мс

Рисунок 4 - Временные зависимости мощности разряд а, скорости осаждения, скорости испарения доя

графита (а) и вольфрама (б) Несмотря на то, что при дополнительном расчете значение теплопроводности графита было уменьшено более чем в 3 раза, изменения зависимости скорости испарения графита от времени оказались незначительными. Д анный факт связан с тем, что расчет проводился таким образом, чтобы обеспечил, соответствие между измеренным и расчетным профилем поверхности после мнопмфатного плазменного облучения.

В случае же вольфрама (рисунок 4 б) дополнительный расчет проводился без сопоставления измеренною и расчетного профилей поверхности, поскштыу для вольфрам эрозия, обусловленная испарениеч на порядок меньше, чем вызванная перемещением материала по поверхности и выбросом капель, и не может бьпь определена из измерений грофиля [12]. В расчетах использовалось значение теплопроводности вольфрама, уменьшенное в 2 разаш сравнению с исходным. При злом наблюдается совпадение только переднего фронта скорости осаждения и испарения, задний фронт осаждения сильно не совпадает с расчетным фронтом испарения. По-видимому, несовпадение задних фронтов вызвано тем, что для вольфрама характерно интенсивное течение расплавленного слоя, три котором может происходил, его отрыв от поверхности и образование капель. Вследствие чего, теряется тепловой контакт межгу поверхностью материала и расплавленным слоем, что приводит к увеличению времени испарения и, следовательно, и времени осаждения материала. Как было показано в [12\ выброс капель с поверхности вольфрамовой мишени наблюдается как во время разряда, так и в течение 1,5 мс после его окончания. Следовательно, и осаждение испаренного материала мажет происход ил, в течение более длительного промежутка времени, по сравнению с расчетным.

Исходя из сопоставления экспериментально определенной динамики осаждения и проведенных расчетов динамики испарения для графита и вольфрама со скоррекшровш п ими значениями теплопроводности, были определены значения тепловых нагрузок, при которых начинается интенсивное испарение материалов: 0,7 МДж/м2 для графита и 1,6 МДж^г2 для вольфрама (длительность импульса 0,5 мс). Холя без учета деградации теплопроводности, по расчетным данным, испарение должно было бы наблюдаться при тепловой нагрузке более 1,1 МДк/м2 для гранита и более ^МДяЛт2 для вольфрама (длительность импульса 0,5 мс), что соответствует значению фактора (Гл'г 49,2 МВтс^/^дая графита и 85 МВтс^/м2 для вольфрама

Необходимо' отметить, что экспериментально определенные в настоящей работе значения тепловых нагрузок, при которых начинается интенсивное испарение осаждения графита и вольфрама, согласуются с соответствующими значениями для случая еще более короток плазменных импульсов (таблица!).

Таблица 1 -Тепловые нагрузки, обеспечивающие интенсивное испарение материале»

Тепловая нагрузка амдж/м2 Длительность импульса *,мс Тепловой поток IV, ПЗт/м2 Фактор МВтсЧ'м2

Графит (МК-200) од 0,05 4 283

Графит (КСПУ-Т) 0,7 0,5 1,4 313

Вольфрам (МК-200) 0,5 0,05 10 70,7

Вольфрам (КСПУ-Т) 1,6 0,5 3,2 71,6

Таким образом, определенные в настоящей работе для обоих материалов пороговые значения фактора Ы/ (таблица IX при которых начинается интенсивное испарение материалов, практически совпадают с полученными ранее в работах на импульсном ускорителе при существенно меньшей длительности импульса [13,14], и также оказываются ниже расчетных. В работе [13] данный факт объясняется аналогично — деградацией теплопроводности поверхностного слоя материалов в результате многогфапюго плазменного облучения.

В четвертой главе представлены характеристики осажденных пленок (структура поверхности, масса, толщина, плотность, эдеметный состав), рассмотрены эксперименты по изучению влияния скорости осаждения и темпершуры коллектора на концентрацию захваченных изотопов водорода в осажденных пленках. В результате проведенных экспериментов было установлено, что указанные параметры влияют на концентрацию захваченного дейтерия в осажденных пленках аналогично тому, как наблкдаюсь ранге в случае стационарного процесса Проведаю сопоставление полученных экспериментальных данных с эмпирическими выражениями, описывающими влияние указанных параметров на концентрацию захваченного дейтерия в осажденных пленках при существенно более низких скоростях осаждения.

В процессе взаимодействия дейтериевого потока плазмы (плазменная тепловая нагрузка на оси потока плазмы 2,6 МДжУм2, спадаюшзя вдвое на расстоянии 3 ± 0,5 см стт оси потока плазмы, длительность импульса 0,5 мс). и нормалью ориенпцюванной по отношению к нему мишени Гфоисходило осаждение продуктов эрозии на поверхность эксперимаггалыюй камеры и коллекторов (изготовленных из полированного кремния и нержавеющей сгалиХ установленных внутри камеры (рисунок 5). Во время осаждения продукш эрозии графитовой и вольфрамовой мишеней захваливают дейтерий, образуя в условиях КСПУ-Т, соответственно, углеводородные С—О- и вольфрамовые с примесью углерода С—XV—О-плёнки. Аналогично /\SDEX [15], наблюдаюсь значительное (»держание примеси углерода в С—XV—О-пленках (СУ(СНЛУ+[))=0,1 - 0Д5Х несмотря на та, что три облучении дейтериевой плазмой вольфрамовой мишени в вакуумной камере ускорителя отсутствовали материалы на основе углерода. Однако абсолютное содержание углерода в С—V/—О-плёнках существенно ниже по сравнению с С—О-плёнками, полученными в экспериментах с графитовой мишенью.

Расположение коллекторов выбрано на основании проведенных экспериментов по изучению условий осаждения. Как было установлена в эксперименте, скорость осаждения зависит от угла Д чем больше Д тем больше скорость осаждения. Поэтому представляется возможным изменял, скорость осаждения без изменения отношения относительных атомных концентраций О/С или О/У/ в потоке

плазмы, в стгличие от выполненных ранее работ по имитации стационарных процессов ИТЭР, например [5,6].

Плазменный Коллектор

коллекторов

Рисунок 5 - Схема эксперимента для осаждения продуктов эрозии на коллекторы. Исследовались зависимости концентрации захваченного дейтерия в продуктах эрозии от скорости осаждения /?=0°, 20°, 45°, 90° (Т= 300 К фиксирована) и сггтемпературы поверхности коллектора Т= 300,450,600,750 К 0?= 90° -фиксирован) Исследование влияния скорости осаждения на концентрацию изотопов водорода осуществлялось при одном значении температуры коллектора Г, равном 300 К. При исследовании влияния температуры поверхности на концентрацию изотопов водорода был фиксирован угш /?=90° и, соответственно, скорость осаждения. Температура Т определялась по показаниям хромель-алюмелевой термопары и варьировалась в диапазоне 300 - 750 К

В результате проведенных экспериментов установлено, что количество захваченного дейтерия за импульс КСПУ-Т более чем на порядок меньше в С—W-—D-плёнках, чем в С—D-плёнках (температура поверхности Т = 300 К): 5.4-10 атом D/cm2 и 910 атом D/cm2 соответственно. Данный факт объясняется тем, что количество осажденного материала (число атомов) в экспериментах с графитовой мишенью как минимум на порядок выше, чем для экспериментов с вольфрамовой мишенью, а относительная концентрация дейтерия в осажденных пленках примерна одинакова (D/C ~ D/(W+Q = 0,1 - 03 при температуре поверхности 300 К). Относительные концентрации изотопов вод орода такого же уровня наблюд ались в экспериментах на установках SCFD и ToreSupra(nra С—D-и С—Н- пленок [7Ц, а также в магнетронных экспериментах (для W [5,6] и смешанных С—W—D-плёнок[16]).

При увеличении же темпершуры поверхности (от 300 до 750 К), концентрация дейтерия практически не изменяется в С—D-пденках (скорость осаждения 70-1019 агом-см"2с'), в то время как для С—W-—D-плёнок (скорость осаждения 1,4-1019 атом-см"2с') при высоких температурах поверхности (до 750 К) практически не наблюдается захвата дейтерия (рисунок 6). Причем пленки,

осажденные во время имитации импульсных переходных процессов на КСПУ-Т и в условиях стащюнарного процеоса, имеют схожие зависимости концентрации дейтерия от температуры

т л..: • КСПУ-Т с Магнетрон (17] ▲ Дуговой разряд [18]

:Н 1

ч ч г + □ ^ ^ А

] -

450 650 850 1050 Температур а, К

5 • КСПУ-Т ▲ Магнетрон [5] . о Магнетрон [б] ¿ь

>

ч......П \ ч 1 чЬ V ... 4 ь

1

0,0001 0,01 1 100 10000

Скорость осааденин \У, Ю^атомДсм^-с)

• КСПУ-Т А Магнетрон [5] О Магнетрон

0,0

1.0Е+00 1.0Е+02 1.0Е+04 1.0Е+06 Скорость осаждения С, 1015 атом/(см'-с)

450 650

Телшер атур а, К

Рисунок 6 - Зависимости относительных атомных концентрац ий О/С (а и в) и Щ АУ+С) (б и г) ст температуры подложки и скорости осаждения соответственно. Для сравнения приведены данные из

работ [5-7,17,18]

При увеличении скорости осаждения продуктов эрозии графита от 201019 до 70Т019агом-см"2-с') относительная атомная концентрация дейтерия в С—О-пленках, полученных на установке КСПУ-Т, незначительно уменьшается от О/С = 0.35, до И/С = 0,22 (температура поверхности Т = 300 К). Таким образом, концентрация дейтерия в С—О-пленках в широком диапазоне скоростей осаждения лежит в диапазоне О/С=0,1 -0,35 и практически не зависит от скорости осаждения — данный факт полностью согласуются с результатами, представленными в работе [17] (рисунок 6). При увеличении скорости

осаждения продуктов эрозии вольфрама от О,НО19 до 1,4-1019 агом-см"2-с') концентрация дейтерия в С—W—D-плёнках уменьшается от D/(W+C) = ОДЗ до D/(W+Q = 0,1 (Г = 300 К), при этом концентрация дейтерия в случае КСПУ-Т обратно пропорциональна скорости осаждения, точно также как и в работах [5,6] (рисунок 6). Примечательно, что скорость осажд ения на КСПУ-Т как минимум на три порядка выше, чем для соответствующих случаев стационарных процессов,

В результате анализа полученных экспериментальных данных, были установлены следующие эмпирические соотношения (по аналогии с предложенными в работах [5,17] при моделировании стационарных процессов) для описания влияния условий осаждения на захват дейтерия в С—D-пленках (1), (2) и в С—W—DmröHKax (3), полученных при моделировании импульсных переходных процессов на КСПУ-Т:

| = 0.245 • г,0 • Е^ ■ , 293 К< 7"<450 К, (1)

| = 0.245 • ■ £п~043 • «чД^гj, 450 К< Г<973 К, (2)

где rä - скорость осаждения вольфрама или углерода (в единицах 1015 агомсм"2-с'), Т- темперетура поверхности (К), - средняя энергия приходящего на поверхность дейтерия, Е„ = (150 ± 50) эВ, что составляет 10 — 25 % от направленной энергии ионов в свободном плазменном потоке до его взаимодействия с мишенью [19]. В процесс» взаимодействия плазменного потока с мишенью направленная энергия ионов существенно уменьшается за счет неупругих процессов (нагрев плазмы, потери на излучение) до указанного уровня согласно результатам измерений и численных расчетов [20].

Исходя из полученных экспериментальных результатов и данных работ [5-7,17,18], можно предположить, что при осаждении продуктов эрозии графита на внутреннюю поверхность стенки токамака, имеющую температуру в диапазоне 550 - 750 К в них будет происходить захват изотопов вод орода (относительная атомная концентрация будет находиться в диапазоне D/C=0,1 - ОД) как при стационарных, так и при импульсных процессах. В то время как, при осаждении продуктов эрозии вольфрама на внутреннюю поверхность стенки токамака, имеющую температуру в указанном диапазоне, в них практически не будет происходить захват изотопов водорода (относительные атомные концентрации D/W ~ D/(W+Q <0,01) как при стационарных, так и при импульсных процессах.

Поскольку измеренные скорости осаждения намного выше, чем при стационарных процессах,

значительная часть продуктов эрозии будет формироваться именно во время переходных процессов. Следовательно^ количество захваченного дейтерия во время таких процессов может быть сравнимым или даже больше, чем в стационарном случаг, т.к. относительные концентрации О/С и 0/(\У+С) примерно одинаковы для обоих случаев, но количество осажденного материала значительно больше в случае переходных процессов. Это означает, что при оценке общего количества захваченного дейтерия в продуктах эрозии, образующихся в токамаках, необходимо учитывать, что захват может происходить и во время импульсных переходных процессов.

В пятой главе рассмотрено влияние излучения, параметры которого характерны для ослабленных срывов ИТЭР, на свойства осажденных в условиях импульсных переходных процессов С—О- и С—\У—О-пледак. Представлена геометрия эксперимента, выбранная на основе проведенных экспериментов по изучению условий осаждения, и описаны параметры излучения, генерируемого при торможении водородного потока плазмы КСПУ-Т на твердотельной мишени. Определены зависимости изменения относительной атомной концентрации дейтерия в С—О- и С—V/—О-пленках от плотности энергии излучения и количества импульсов излучения при фиксированной плотности энергии. Проведено сопоставление полученных экспериментальных данных с результатами расчетов.

Облучение осажденных пленок излучением проводилось в соответствии с геометрией эксперимента, представленной на рисунке 7. Пленки многократно облучались излучением, параметры которого характерны для ослабленных срывов, ожидаемых в ИТЭР [8]: длительность 0,5 мс, интегральная плотность энергии излучения О = 0,05 - 0,5 МДж/м2. В работе [21] было показано, что такое излучение может быть использовано для моделирования условий ослабленных срывов, ожидаемых в ИТЭР.

Ппазыенньш ускоритель

Вакуумная камера

Диагностическое окно

Рисунок 7 - Схема эксперимента по облучению излучением прод^даов эрозии, осажденных на

поверхность коллекторов

Дня многократного облучения излучением использовалось два набора коллекторов с осажденными С—О- и С—XV—О-пленками. Данные пленки были получены после 25-35 плазменных воздействий КСПУ-Т длительностью 0,5 мс с тепловой нагрузкой 2,6 МДж/м2 (в центре мишени) по графитовой и вольфрамовой мишеням соответственно (температура коллектора находилась на уровне 300 К). При этом толщины осажденных С—1> и С—XV—О-пленок лежали в диапазоне 0,75 -1 мкм и 0,15 - 0,25 мкм соответственно. Таким образом, исследовалось изменение свойств С—О- и С—\У—О-пленок, образовавшихся за одинаковое количество импульсов КСПУ-Т, год действием излучения.

Типичные фотографии облученных С—О- и С—V/—О-пленок представлены на рисунке 8. Из представленных фотографий видно, что в результате облучения продуктов эрозии излучением наблюдается изменение оптических характеристик, проявляющиеся в изменение ее цвета и отражательной способности. Для изучения зависимости концентрации дейтерия в продуктах эрозии от параметров излучения было проведено две серии экспериментов: в ходе первой серии варьировалась плотность энергии излучения, приходящего на поверхность пленки при фиксированном количестве импульсов излучения, в ходе второй серии изменялось количество импульсов излучения при фиксированной плотности энергии излучения.

а—коллектор с облученной С—D-пленкой, 0,05 МДж/м2; б— коллектор с облученной С—W—D-пленкой, q^=0,\ МДж/м2 Рисунок 8 - Типичные фотографии коллекторов до (левая половина коллектора) и после (правая половина коллектора) облучения излучением Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что концентрация дейтерия уменьшается после воздействия излучения, как в С—D-, так и в С—-W-—D-шенках. Однако, в случае С—О-пленок, уменьшение концентрации дейтерия при многократном воздействии излучения происходит гораздо медленнее, чем для С—W-—D-тшенок. Так, например, исходя да представленных на рисунке 9 а зависимостей, видно, что для уменьшения относительной концентрации дейтерия в 3-5 раз до уровня D/C » D/(W+Q « 0,05 требуется 150 и 15 импульсов излучения с плотностью энергии 0,05 МДж/м2 и 0,1 МД^м2 для С—О- и С—W—D-пленок соответственно. Аналогично, при изменении плотности энергии излучения (рисунок 9 б), для уменьшения относительных концентраций дейтерия примерно в

одинаковое количество раз, необходимо 25 и 5 импульсов излучения для С—О- и С—W—О-пленок соответственно при фиксированных плотностях излучения.

а - плотность энергии излучения 0,05 и 0,1 МДж/м2 для С—О и С—\У—О-пленок соответственно,

б- количество импульсов излучения 25 и 5 для С—О- и С—\У—О-пленок соответственно Рисунок 9 - Концентрация дейтерия в С—О- и С——О-штенках в зависимости от количества импульсов излучения (а) и плотности энергии излучения (б) На основании выполненных расчетов кинетики выхода захваченного дейтерия при воздействии теплового импульса (параметры которого соответствуют условиям эксперимента), сделан вывод о том, что уменьшение концентрации дейтерия в С—О- и С——О-пленках после облучения их излучением не может происходить вследствие импульсного теплового воздействия. Наиболее верояшой причиной уменьшения концентрации дейтерия является диапазон длин всшн воздействующего излучения. Поскольку в аналогичных экспериментах по облучению продуктов эрозии лазерным излучением (длина волны 694,3 нм), выполненных в работе [22], концентрация дейтерия в них уменьшилась примерно в три раза В то время как, в случае КСПУ-Т значительная часть энергии излучения приходится на ультрафиолетовую область спектра, и при этом концентрация дейтерия в продуктах эрозии уменьшается как минимум на порядок.

В заключении диссертации произведен анализ полученных данных, представлены основные выводы и результаты работы.

III. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ Выполнено экспериментальное исследование характеристик пленок, образующихся при эрозии мишеней из графита и вольфрама под действием интенсивных импульсных потоков плазмы (плазменно-тепловая нагрузка на оси потока 2,6 МДж/м2, длительность 0,5 мс.) на плазменном

ускорится« КСТТУ-Т, а также исследование воздействия га эта пленки излучения, образующегося щи торможении интенсивных импульсных потоков плазмы на мишени из графита На основании анализа полученных экспериментальных данных сформулированы выводы и основные результаты работы:

1. Фактор (Кл'г, при котором начинается интенсивное испарение графита составляет 313 МВт-с^/м2, вольфрама—71,6 МВтс^/м2, что приблизительно совпадая- со значениями, полученными на импульсном плазменном ускорителе при существенно меньшей длительности импульса, которые также оказываются ниже расчетных.

2. Количество захваченного дейтерия за импульс КСПУ-Т более чем на порядок меньше в С— —О-пленках, чем в С—О-пленках (темперагура поверхности Т = 300 К): 5.4x10м атом ГУсм2 и

9х 1015 атом Б/см2 соответственно.

3. Концентрация дейтерия в С—О-пленках в диапазоне высоких скоростей осаждения ((10 -70)х1019 агом-см"2-с') лежит в интервале ОС = 0,1 - 035 и практически не зависит от скорости осаждения, что согласуются с результатами, полученными при скоростях осаждения менее 1018 атомем*«"1.

4. При увеличении скорости осаждения продуктов эрозии вольфрама от ОДхЮ19 до 1,4х1019 атом-см"2-с' концентрация дейтерия в С——О-плёнках уменьшается от Щ\¥+С) = 0,23 до 0/(АУ+С) = 0,1 (температура поверхности Т = 300 К), при этом концентрация дейтерия в случае КСПУ-Т пропорциональна/-/®'', как и щи скоростях осаждения менее 1018 агомсм"2с'.

5. При увеличении температуры поверхности коллектора (от 300 до 750 К), концентрация дейтерия практически не изменяется в С—О-пленках, в то время как для С——О-пленок щи вьюоких температурах (до 750 К) поверхности захвата дейтерия практически не происходит.

6. Количество захваченного дейтерия во время импульсных переходных процеооов термоядерного реактора может быть сравнимым или даже больше, чем в стационарном случае, тж. относительные концентрации ОС и ЕУ(\У+С) примерно одинаковы для обоих случаев, но количество осажденного материала зт и птгелы ю больше в случае переходных процессоа

7. Под действием излучения, образующегося при торможении интенсивных штоков плазмы относительная атомная концентрация дейтерия в осажденных пленках существенно уменьшается как в С—О, так и в С—\У—О-пленках уже при плотности энергии излучения 0,05 МДж'м2 и 0,1 МДжДт2 соответственно. Однако, в случае С—О-пленок, уменьшение концентрации дейтерия при многократном воздействии излучения происходит гораздо медленнее, чем в случае С—XV—О-пленок для уменьшения относительной концентрации дейтерия в 3-5 раз требуется 150 и 15 импульсов

излучения с плотностью энергии 0,05 МДж/м2 и 0,1 МДж'м2 для С—D- и С—W—О-пленок соответственно.

8. Наблюдаемое в проведенных экспериментах существенное уменьшение концентрации дейтерия в С—D- и С—W—D-пленках после облучения их излучением не может объяснено тепловым воздействием (термодесорбциейХ что указывает на наличие других механизмов выхода захваченных изотопов водорода под действием излучения плазмы в видимой и близкой ультрафиолетовой области спектра.

IV. СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Основные результаты работы опубликованы в семи печатных работах из них четыре в рецензируемых научных журналах, определенных ВАК:

1. А Б. Пугрик, Н. С. Климов, В. А.Барсук,ИИАрхигов,ЛКБеграмбеков,ПАШигин,А.М. Жишухин, В. Л. Подвдвыроа Продукта эрозии обращенных к плазме материалов ТЯР, образующиеся в экспериментах по имитации импульсных переходных плазменных процессов ИТЭР на плазменном ускорителе КСПУ-Т // Сборник ночных труд ов XVI конференции «Взаимодействие плазмы с поверхностью». 2013. Москва, Россия. С. 24 - 27.

2. А. Б. Пугрик, Н. С. Климов, В. Л Барсук, Ю. М. Гаспарян, В. С. Ефимов, В. Л Подковыров, А. М Житлухин, А. Д Ярошевская, Формирование продуктов эрозии обращенных к плазме материалов три характерных для ШЭР переходных плазменных нагрузках в экспериментах на плазменных ускорителях КСПУ // Сборник научных трудов 56-й Научной конференции МФТИ-56.2013. Москва, Россия. СЛ54-155.

3. V. P. Budaev, Yu. V. Martynenko, А. V. Kaipov.N. Е Belova, AMZhk!ukhin,N. S. Klimov, V. L Podkovyrov, V. A Barsuk, А B. Putrik, A D. Yarashevskay, R. N. Giniyatulin, V. M. Safronov, L. N. Khimchenko. Tungsten reaystalization and cracking under riER-relevant heat loads // РНЦ «Курчатовский институт». Вопросы атомной туки и техники. Серия: Термоядерный синтез. 2013. т. 36. №3. С 53-60.

4. А. В. Putrik, N. S. Klimov, Yu М Gaspaiyan, V. A. Barsuk, V. S. Efimov, V. L Podkovyrov, A. M. Zhitlukhin, A D. Yaroshevskaya, D. V. Kovalenko. Plasma-Facing Material Erosion Products Formed Under ITER-Like Transient Loads at QSPA-T Plasma Gun Facility // Fusion Scienoe and Technology. 2014. V. 66. P. 70-77.

5. A Putrik, N. Klimov, Yu Gasparyan, V. Efimov, V. Barsuk, V. Podkovyrov, A Zhitlukhin, A Yaroshevskaya, D. Kovalenko. Deuterium retention in erosion products of plasma feeing materials under ITER-like transient bads // The book of abstracts of Summer School on the Physics ofPlasma-Surfaoe Interactions, July 28-August 4, Moscow, Russia 2014. P. 28.

6. N. S. Klimov, V. L Podkovyrov, A. M. Zhitlukhin, A. D. Muzichenko, D. V. Kovalenko, А. В. Putrik, L B. Kupriyanov, R. N. Giniyaiulin, A. A. Gervash, V. fvt Sa&cnov. Plasma-Facing Materials Erosion Under ITER-Like Transient Loads at QSPA Plasma Gun Facility // Fusion Science and Technology. 2014. V. 66. P. 118-124.

7. А. Б. Путрик, H. С Климов, Ю. M Гаспаряп, В. С. Ефимов, В. А. Барсук, В. JL Подковыров, А. М Жтлухин, А Д Ярошевская. Продуюы эрозии обращенных к плазме материалов, образующиеся при характерных для И1ЭР импульсных плазменных процессах, и захват изотопов водорода в них // РНЦ «Курчатовский институт». Вопросы атомной науки и техники. Серия: Термоядерный синтез. 2014. т. 37. №З.С 15-30.

V. СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. HiimT,Escx*JittacF. 11Ж tungsten divertor and status //Research Coordination Meeting "PWIvvMi Irradiated tungsten and tungsten alloys in Fusion device", 26-28 November, Vienna, Austria

2. Barabash V, Akiba M, Mazul L et aL Selection development and characterisation of plasma facing materials for ITER//Journal ofNuclearMaterials. 1996. V. 233 -237. P. 718 -723.

3. Causey R. A. Hydrogen isotope retention and recycling in fusicni reactor plasma-feeing amponenls// Journal ofNuclear Materials. 2001V. 300. P. 91 -117.

4. Loaner T, Brosset C, Bucalossi J. et aL Gas balanoe and fuel retention in fusion devices // Nuclear Fusion. 2007. V. 47. P. 1112.

5. De Temmerman G, Docmer R. P. Deuterium retention and release in tungsten co-deposited layers // Journal ofNuclear Materials 2009. V. 389. P. 479.

6. Alimov V. Kh, Roth J, Shu W. M et aL Deuterium trapping in tungsten deposition layers fotmed by deuterium plasma sputtering// Journal ofNuclear Materials. 2010. V. 399. P. 225

7. Beg[OTtbekovL^BarsijkV,IXibrovMetaL Deuterium trapping m carbm films formed in different deposition conditions // Journal ofNixkar Maleriak 2013. V.438. P. 971 -974.

8. Landman L, KttsR. A, Saibene G. et aL Modelling of first vvaD photonic heat loads during disruption mitigation by massive gas injection on lltK// 16th International Conference on Fusion Reactor Materials, 2026 October 2013, Beijing, China

9. Pitts R. A, Carpcntier S, Escourttac F. et aL Physics basis and design of the ITER plasma-facing aimponents//Journal ofNuclear Maleriak 201 l.V. 415. P. 957- 964

10. Климов H.G Макроскопическая эрозия материалов при их облучении интенсивными потоками плазмы // Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. Троицк. 2011г.

11. Архипов Н. И, Сафронов В. М, Барсук В. А и др. Эрозия угаеграфиговых материалов при облучении интенсивными потоками плазмы // РНЦ «Курчатовский инсппуг». Вопросы атомной науки и техники. Серия: Термоядерный синтез. 2009. №4. С. 3

12. Климов Н. С, Подковыров В. Л, Жишухин А М и др. Разбрызгивание вольфрама при воздействии интенсивного потока плазмы // РНЦ «Курчатовский институт». Вопросы атомной науки и техники. Серия: Термоядерный синтез. 2009. № 2. С. 52.

13. Safionov V. М, Arkhipov N. L, Landman L S. et aL Evaporation and vapor shielding of CFC targeis exposed to plasma heat fluxes relevant to ITER ELMs // Journal ofNuclear Materials. 2009. V. 386-388. P. 744-746.

14.ПОЗНЯК И. M, Архипов H И, Карелов С. В. и др. Свойства примесей вольфраму образующихся в плазме при облучении вольфрамовых мишеней мощными плазменными потоками. // РНЦ «Курчатовский институт». Вопросы атомной науки и техники. Серия: Термоядерный синтез. 2014. №1, с. 70.

15. Ma^yer М, Rohde V. Н. G, Sugiyama К. et aL CaAon balance and deuterium inventory from a carbon dominated to a lull tungsten ASDEX Upgrade // Journal ofNuclear Materials 2009. V. 390-391. P. 538 - 543.

16. Krat S, Gasparyan Yu, Efimov V. et aL Deuterium retention in mixed C-W-D films co-deposited in magnetron discharge in deuterium // Journal ofNuclear Materials. 2013. V. 438. P. 204 - 208.

17. Doemer R, Issues associated with oodeposition of deuterium with ITER materials//22nd IAEA Fusion Energy Conference. October2008. Geneva Switzerland

18. Youshida H, Taniguchi M, Yokoyama K. et aL Deuterium retention in carbon dust and carbon-tungsten mixed dust prepared by deuterium arc discharge // Journal ofNuclear Materials. 2004. V. 329 - 333. P. 790-794.

19. Klimov N, Podkovyrov V, Zhidukhin A et aL Experimental study of PPCs erosion under ITER-Iike transient bads at plasma gun facility QSPA//Journal ofNuclear Materials. 2009. V. 390-391, P. 721 -726.

20. Bazylev B, Janeschitz G, Landman L et aL Experimental and theoretical investigation of droplet emissbn from tungsten melt layer // Fusion Engineering and Design. 2009. V. 84. P. 441 —445.

21. Klimov N. S, Linke J, Pitts R. A, et aL Stainless steel performance under ITER-relevant mitigated disruption photonic heat loads//Journal ofNuclear Materials. 2013. V. 438. P. 241 -245.

22. Rubel M, Ivanova D, Philipps V. et aL Fuel Removal from Plasma- Facing Components: Overview of Methods Tested on Materials from the TEXTOR Tokamak // 11th International Wcxkstop, on Hydrogen Isotopes in Fusion Reactor Materials, 29-31, May 2012, Jülich, Gemiany.

Подписано в печать: 23.12.2014 Тираж: 100 экз. Заказ № 1910 Отпечатано в типографии «Реглет» г. Москва, Ленинградский проспект д.74 (495)790-47-77 www.гegletru