Plasma Device at Nru «mpei» for Testing of Refractory Metals and Creation of Highly Porous Materials of New Generation

Abstract

Плазменная установка НИУ «МЭИ» предназначена для испытаний тугоплавких металлов и создания высокопористых материа-лов нового поколения, в том числе для испытаний материалов в обеспечение отечественной программы создания термоядерно-го реактора (ТИН и ДЕМО) и международного термоядерного реактора ИТЭР. Установка представляет собой плазменную ло-вушку с линейной мультикасповой конфигурацией магнитного поля со стационарным плазменным разрядом с параметрами плазмы, обеспечивающими возможность мощной плазменно-тепловой нагрузки, ожидаемой на материалы в стационарных ре-жимах термоядерного реактора. В экспериментах планируется разработать новую технологию создания высокоразвитой и вы-сокопористой структуры поверхности тугоплавких металлов, в том числе так называемый вольфрамовый «пух» с размером пор и нановолокон ~50 нм, обладающих новыми физико-химическими свойствами, что представляет значительный интерес для ядерных, химических, энергетических, биомедицинских технологий.Ключевые слова: установки с магнитным удержанием плазмы, плазменно-тепловые испытания материалов, материалы термо-ядерного реактора, вольфрам, молибден, наноструктурированная поверхность, ИТЭР, нанотехнологии. The plasma device at NRU «MPEI» has been constructed for testing of refractory metals and creating high-porosity materials of a new generation for Russian thermonuclear reactors (FNS and DEMO) and the international thermonuclear experimental reactor ITER. The device is a plasma trap with a linear multi-casp configuration of the magnetic field, a stationary plasma discharge and plasma parameters, which make possible the powerful plasma-thermal load expected for materials in stationary modes of a thermonuclear reactor. In the experiments, it is planned to develop a new technology for creating a highly roughened and highly porous structure of the refractory metals surface, including so-called tungsten «fuzz» with pore size and nanofibers of ~50 nanometers and new physical and chemical properties, which is of considerable interest for nuclear, energy, biomedical technologies technologies. PLASMA DEVICE AT NRU «MPEI» FOR TESTING OF REFRACTORY METALS AND CREATION OF HIGHLY POROUS MATERIALS OF NEW GENERATIONKey words: fusion devices with magnetic confinement of plasma, high heat plasma test of materials, materials of fusion reactor, tungsten, molybdenum, nanostructured surface, ITER, nanotechnologies. : 10.21517/0202-3822-2017-40-3-23-36 DOI ВВЕДЕНИЕПри воздействии на материал экстремальных плазменно-тепловых нагрузок в последние годы обна-ружены эффекты стохастической кластеризации поверхности с иерархической гранулярностью (стати-стическим самоподобием -фрактальностью) и формирование высоко развитой поверхности, т.е. по-верхности с большой удельной площадью. Такая структура поверхности твёрдого тела наблюдается по-сле воздействия плазмы на материалы в термоядерных установках с магнитным удержанием плазмы и других плазменных установках с высокотемпературной плазмой [1, 2] при плазменно-тепловых испыта-

Spectroscopic characterization of composite lithium materials irradiated with high-temperature plasma

“…Lithium specimens from the T-10 tokamak were subsequently irradiated with plasma in PLM linear plasma device [24,25]. The samples were irradiated with helium plasma of discharge duration up to 200 min with plasma parameters identical to edge plasma in a tokamak (see details of these experiments in [20,21]).…”