Plasma impact on materials damaged by high-energy ions

Khripunov, B.I.; Gureev, V.M.; Koǐdan, V. S.; Latushkin, S. T.; Petrov, V.B.; Ryazanov, A. I.; Семенов, Е. В.; Stolyarova, V. G.; Унежев, В. Н.; Danelyan, L.S.; Kulikauskas, V. S.; Zatekin, V. V.

doi:10.1088/0031-8949/2011/t145/014052

Cited by 13 publications

(6 citation statements)

References 2 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…This can be expected due to the very small energy deposition of neutrons close to the surface. Furthermore, very limited impact of damage on physical sputtering of ions is observed during plasma exposure of high energy ion irradiated tungsten to low temperature plasmas in the linear plasma device LENTA [145]. In these experiments, tungsten samples have been irradiated with 3 MeV helium ions up to damage levels of about 80 dpa before plasma exposure.…”

Section: Impact Of Radiation Damage On the Lifetime Of Plasma-mentioning

confidence: 99%

Material testing facilities and programs for plasma-facing component testing

et al. 2017

View full text Add to dashboard Cite

Component development for operation in a large-scale fusion device requires thorough testing and qualification for the intended operational conditions. In particular environments are necessary which are comparable to the real operation conditions, allowing at the same time for in situ/in vacuo diagnostics and flexible operation, even beyond design limits during the testing. Various electron and neutral particle devices provide the capabilities for high heat load tests, suited for material samples and components from lab-scale dimensions up to full-size parts, containing toxic materials like beryllium, and being activated by neutron irradiation. To simulate the conditions specific to a fusion plasma both at the first wall and in the divertor of fusion devices, linear plasma devices allow for a test of erosion and hydrogen isotope recycling behavior under well-defined and controlled conditions. Finally, the complex conditions in a fusion device (including the effects caused by magnetic fields) are exploited for component and material tests by exposing test mock-ups or material samples to a fusion plasma by manipulator systems. They allow for easy exchange of test pieces in a tokamak or stellarator device, without opening the vessel. Such a chain of test devices and qualification procedures is required for the development of plasma-facing components which then can be successfully operated in future fusion power devices. The various available as well as newly planned devices and test stands, together with their specific capabilities, are presented in this manuscript. Results from experimental programs on test facilities illustrate their significance for the qualification of plasma-facing materials and components. An extended set of references provides access to the current status of material and component testing capabilities in the international fusion programs.

show abstract

Section: Impact Of Radiation Damage On the Lifetime Of Plasma-mentioning

confidence: 99%

Material testing facilities and programs for plasma-facing component testing

et al. 2017

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…1, 4), плазменные эксперименты проводились методом последовательной экспозиции в режиме динамической эрозии, что позволило исследовать изменения структуры материала по глубине повреждённого слоя и их связь с уровнем повреждения с учётом сильной неоднородности распределения дефектов. Эрозия материала в результате экспозиции на каждом этапе составляла от 0,5 до 1,5 мкм [7,15].…”

Section: радиационно-повреждённый вольфрам в потоке стационарной дейтunclassified

“…Значительное повышение количества накопленного дейтерия (на порядок величины) было обнаружено на глубине максимального повреждения в образцах, повреждённых ионами гелия до 15% ат. [15]. На рис.…”

Section: радиационно-повреждённый вольфрам в потоке стационарной дейтunclassified

Radiation-Damaged Tungsten: Production and Study Under Steady-State Plasma Flux

Khripunov¹,

Koǐdan²,

Ryazanov³

et al. 2017

PAST-TF

View full text Add to dashboard Cite

В работе представлено экспериментальное исследование воздействия дейтериевой плазмы на вольфрам с высоким уровнем радиационного повреждения, изучается вольфрам как кандидатный материал, обращённый к плазме в термоядерном реакторе. Эффект накопления повреждений в материале под действием термоядерных нейтронов моделируется с помощью облучения материала ионами высокой энергии. Первичные радиационные дефекты на уровне 1-100 сна получены в вольфраме с помощью Не 2+-и С 3+ионов, ускоренных на циклотроне НИЦ «Курчатовский институт» до энергии 3-10 МэВ с накоплением флюенса 10 17-10 19 см-2. Облучённый материал исследован под действием дейтериевой плазмы на плазменной установке ЛЕНТА, работающей в непрерывном режиме, на которой проводятся исследования в потоках плазмы 10 21-10 22 D/см 2. Изучены динамика эрозии, развитие микроструктуры и накопление дейтерия в вольфраме. Повышение уровня накопления дейтерия в вольфраме обнаружено на образцах, повреждённых как ионами гелия, так и ионами углерода при комнатной температуре (ERDA). Напротив, снижение эффекта накопления дейтерия показано на образцах повреждённого вольфрама, с которыми работа проводилась при температуре 500 ºС.

show abstract

“…Irradiation of the material with ions at MeV-energies is performed to obtain damage, and then the irradiated samples are exposed to steady-state plasma. In the first stage, carbon based materials irradiated by C-ions were studied; an enhanced erosion was found in deuterium plasma for the materials damaged to 1-10 dpa [5][6][7]. The further work has been focused on tungsten, and the majority of the results was obtained on tungsten irradiated with 3.5-4.0 MeV He-ions (corresponding to the alphas generated in DT fusion reaction) [8,9].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%