Nano-Scale Structural Features of Stratified Hydrocarbon Films Formed at Interaction of Plasma With Surface in T-10 Tokamak

Abstract

Образующиеся в токамаке Т-10 углеводородные плёнки и хлопья с большим атомным отношением дейтерия к углероду являются аморфными. В них находятся кластеры (скопления наноструктур) и нанопоры размером около 1 нм. Межплоскостные расстояния между структурами, рассеивающими рентгеновские лучи, составляют 0,7, 0,24 и 0,12 нм, причём на нейтронограммах видны только две последние структуры. На пристеночной стороне плёнок преобладают графитоподобные sp 2-углеродные структуры. На стороне плёнок, обращённой к плазме, больше алмазоподобных sp 3-углеродных структур. Спектры отражённого инфракрасного излучения меняются в зависимости от количества дейтерия в плёнках, что, возможно, позволит применять их для контроля накопления изотопов водорода в плёнках и толщины образующихся плёнок. Ключевые слова: аморфные углеводородные плёнки, взаимодействие плазмы с веществом, масс-спектрометрия, токамак, инфракрасная спектрометрия.

Modelling of X-Ray Diffraction by Carbon Nanostructures and Determination of Their Possible Topological Contents in the Deposited Films From Tokamak Т-10

“…При этом были исследованы структурные элементы в диапазоне размеров от нескольких до сотен нанометров. Обширное исследование структурных особенностей этих же плёнок различными диагно-стиками в диапазоне существенно меньших размеров (субнанометровых) было проведено в [6][7][8][9]. По-следним шагом, «заполняющим» ранее не исследованный диапазон вблизи одного нанометра, стала рентгеновская дифрактометрия плёнок, осаждённых внутри вакуумной камеры в токамаке Т-10, прове-дённая на синхротронном источнике в РНЦ «Курчатовский институт» (на длинах волн  = 0,1 нм и  = 0,0464 нм), а также с помощью стандартной рентгеновской трубки ( = 0,154 нм) [10,11], которая показала, что высокий широкий пик на малых углах в угловом распределении рассеянного сигнала не описывается известными структурными особенностями поликристаллов типичных примесей (включая графит) и наиболее известных наноблоков (прямых нанотрубок и фуллеренов).…”