Plasma-surface interaction and mechanisms of dust production in ITER ELM simulation experiments with QSPA Kh-50
Experimental simulations of ITER transient events with relevant surface heat load parameters (energy density and the pulse duration) were carried out with a quasi-stationary plasma accelerator QSPA Kh-50. The several mechanisms of dust generation from tungsten surfaces were identified. The major cra...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Вопросы атомной науки и техники |
|---|---|
| Datum: | 2012 |
| Hauptverfasser: | , , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | English |
| Veröffentlicht: |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
2012
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/109101 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Plasma-surface interaction and mechanisms of dust production in ITER ELM simulation experiments with QSPA Kh-50 / V.A. Makhlaj, I.E. Garkusha, N.N. Aksenov, O.V. Byrka, I. Landman, S.I. Lebedev, P.B. Shevchuk // Вопросы атомной науки и техники. — 2012. — № 6. — С. 55-57. — Бібліогр.: 13 назв. — англ. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-109101 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Makhlaj, V.A. Garkusha, I.E. Aksenov, N.N. Byrka, O.V. Landman, I. Lebedev, S.I. Shevchuk, P.B. 2016-11-20T19:09:26Z 2016-11-20T19:09:26Z 2012 Plasma-surface interaction and mechanisms of dust production in ITER ELM simulation experiments with QSPA Kh-50 / V.A. Makhlaj, I.E. Garkusha, N.N. Aksenov, O.V. Byrka, I. Landman, S.I. Lebedev, P.B. Shevchuk // Вопросы атомной науки и техники. — 2012. — № 6. — С. 55-57. — Бібліогр.: 13 назв. — англ. 1562-6016 PACS:52.40.Hf https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/109101 Experimental simulations of ITER transient events with relevant surface heat load parameters (energy density and the pulse duration) were carried out with a quasi-stationary plasma accelerator QSPA Kh-50. The several mechanisms of dust generation from tungsten surfaces were identified. The major cracks development and it bifurcation led to generation dust particles with sizes up to tens μm. Melting of surface and development of fine meshes of cracks along the grain boundaries are accompanied by resolidified bridges formation through the fine cracks. Such bridges produce nm-size dust. Appearance of sub-micron and nanometer-size cellular structures under plasma irradiation can leads to the intensification of the dust formation. Экспериментальное моделирование ИТЭР переходных явлений с соответствующими параметрами тепловых нагрузок на поверхность (плотности энергии и длительности импульса) выполнены в квазистационарном плазменном ускорителе КСПУ Х-50. Были идентифицированы несколько механизмов генерации пыли с поверхности вольфрама. Развитие макротрещин и их бифуркация привели к генерации частиц пыли размером до десятков микрометров. Плавление поверхности и развитие сетки мелких трещин по границам зерен, сопровождаются образованием перезатвердевших мостов через мелкие трещины. Такие мосты создают наноразмерную пыль. Появление субмикронных и наноразмерных ячеистых структур при облучении плазмой может интенсифицировать образование пыли. Експериментальне моделювання ІТЕР перехідних явищ з відповідними параметрами теплових навантажень на поверхню (густини енергії і тривалості імпульсу) виконані в квазістаціонарному плазмовому прискорювачі КСПП Х-50. Були ідентифіковані декілька механізмів генерації пилу з поверхні вольфраму. Розвиток макротріщин і їх біфуркація привели до генерації частинок пилу розміром до десятків мікрометрів. Плавлення поверхні і розвиток сітки дрібних тріщин по границях зерен супроводжуються утворенням перезатверділих мостів через дрібні тріщини. Такі мости створюють нанорозмірний пил. Поява субмікронних і нанорозмірних стільникових структур під час опромінення плазмою може інтенсифікувати утворення пилу. This work is supported in part by STCU project # P405 and IAEA’s CRP F1.30.13 en Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України Вопросы атомной науки и техники ИТЭР и приложения для термоядерного реактора Plasma-surface interaction and mechanisms of dust production in ITER ELM simulation experiments with QSPA Kh-50 Плазмо-поверхностное взаимодействие и механизмы образования пыли в экспериментах, моделирующих ITER ELM в КСПУ Х-50 Плазмо-поверхнева взаємодія і механізми утворення пилу в експериментах, що моделюють ITER ELM в КСПП Х-50 Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Plasma-surface interaction and mechanisms of dust production in ITER ELM simulation experiments with QSPA Kh-50 |
| spellingShingle |
Plasma-surface interaction and mechanisms of dust production in ITER ELM simulation experiments with QSPA Kh-50 Makhlaj, V.A. Garkusha, I.E. Aksenov, N.N. Byrka, O.V. Landman, I. Lebedev, S.I. Shevchuk, P.B. ИТЭР и приложения для термоядерного реактора |
| title_short |
Plasma-surface interaction and mechanisms of dust production in ITER ELM simulation experiments with QSPA Kh-50 |
| title_full |
Plasma-surface interaction and mechanisms of dust production in ITER ELM simulation experiments with QSPA Kh-50 |
| title_fullStr |
Plasma-surface interaction and mechanisms of dust production in ITER ELM simulation experiments with QSPA Kh-50 |
| title_full_unstemmed |
Plasma-surface interaction and mechanisms of dust production in ITER ELM simulation experiments with QSPA Kh-50 |
| title_sort |
plasma-surface interaction and mechanisms of dust production in iter elm simulation experiments with qspa kh-50 |
| author |
Makhlaj, V.A. Garkusha, I.E. Aksenov, N.N. Byrka, O.V. Landman, I. Lebedev, S.I. Shevchuk, P.B. |
| author_facet |
Makhlaj, V.A. Garkusha, I.E. Aksenov, N.N. Byrka, O.V. Landman, I. Lebedev, S.I. Shevchuk, P.B. |
| topic |
ИТЭР и приложения для термоядерного реактора |
| topic_facet |
ИТЭР и приложения для термоядерного реактора |
| publishDate |
2012 |
| language |
English |
| container_title |
Вопросы атомной науки и техники |
| publisher |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Плазмо-поверхностное взаимодействие и механизмы образования пыли в экспериментах, моделирующих ITER ELM в КСПУ Х-50 Плазмо-поверхнева взаємодія і механізми утворення пилу в експериментах, що моделюють ITER ELM в КСПП Х-50 |
| description |
Experimental simulations of ITER transient events with relevant surface heat load parameters (energy density and the pulse duration) were carried out with a quasi-stationary plasma accelerator QSPA Kh-50. The several mechanisms of dust generation from tungsten surfaces were identified. The major cracks development and it bifurcation led to generation dust particles with sizes up to tens μm. Melting of surface and development of fine meshes of cracks along the grain boundaries are accompanied by resolidified bridges formation through the fine cracks. Such bridges produce nm-size dust. Appearance of sub-micron and nanometer-size cellular structures under plasma irradiation can leads to the intensification of the dust formation.
Экспериментальное моделирование ИТЭР переходных явлений с соответствующими параметрами тепловых нагрузок на поверхность (плотности энергии и длительности импульса) выполнены в квазистационарном плазменном ускорителе КСПУ Х-50. Были идентифицированы несколько механизмов генерации пыли с поверхности вольфрама. Развитие макротрещин и их бифуркация привели к генерации частиц пыли размером до десятков микрометров. Плавление поверхности и развитие сетки мелких трещин по границам зерен, сопровождаются образованием перезатвердевших мостов через мелкие трещины. Такие мосты создают наноразмерную пыль. Появление субмикронных и наноразмерных ячеистых структур при облучении плазмой может интенсифицировать образование пыли.
Експериментальне моделювання ІТЕР перехідних явищ з відповідними параметрами теплових навантажень на поверхню (густини енергії і тривалості імпульсу) виконані в квазістаціонарному плазмовому прискорювачі КСПП Х-50. Були ідентифіковані декілька механізмів генерації пилу з поверхні вольфраму. Розвиток макротріщин і їх біфуркація привели до генерації частинок пилу розміром до десятків мікрометрів. Плавлення поверхні і розвиток сітки дрібних тріщин по границях зерен супроводжуються утворенням перезатверділих мостів через дрібні тріщини. Такі мости створюють нанорозмірний пил. Поява субмікронних і нанорозмірних стільникових структур під час опромінення плазмою може інтенсифікувати утворення пилу.
|
| issn |
1562-6016 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/109101 |
| citation_txt |
Plasma-surface interaction and mechanisms of dust production in ITER ELM simulation experiments with QSPA Kh-50 / V.A. Makhlaj, I.E. Garkusha, N.N. Aksenov, O.V. Byrka, I. Landman, S.I. Lebedev, P.B. Shevchuk // Вопросы атомной науки и техники. — 2012. — № 6. — С. 55-57. — Бібліогр.: 13 назв. — англ. |
| work_keys_str_mv |
AT makhlajva plasmasurfaceinteractionandmechanismsofdustproductioniniterelmsimulationexperimentswithqspakh50 AT garkushaie plasmasurfaceinteractionandmechanismsofdustproductioniniterelmsimulationexperimentswithqspakh50 AT aksenovnn plasmasurfaceinteractionandmechanismsofdustproductioniniterelmsimulationexperimentswithqspakh50 AT byrkaov plasmasurfaceinteractionandmechanismsofdustproductioniniterelmsimulationexperimentswithqspakh50 AT landmani plasmasurfaceinteractionandmechanismsofdustproductioniniterelmsimulationexperimentswithqspakh50 AT lebedevsi plasmasurfaceinteractionandmechanismsofdustproductioniniterelmsimulationexperimentswithqspakh50 AT shevchukpb plasmasurfaceinteractionandmechanismsofdustproductioniniterelmsimulationexperimentswithqspakh50 AT makhlajva plazmopoverhnostnoevzaimodeistvieimehanizmyobrazovaniâpylivéksperimentahmodeliruûŝihiterelmvkspuh50 AT garkushaie plazmopoverhnostnoevzaimodeistvieimehanizmyobrazovaniâpylivéksperimentahmodeliruûŝihiterelmvkspuh50 AT aksenovnn plazmopoverhnostnoevzaimodeistvieimehanizmyobrazovaniâpylivéksperimentahmodeliruûŝihiterelmvkspuh50 AT byrkaov plazmopoverhnostnoevzaimodeistvieimehanizmyobrazovaniâpylivéksperimentahmodeliruûŝihiterelmvkspuh50 AT landmani plazmopoverhnostnoevzaimodeistvieimehanizmyobrazovaniâpylivéksperimentahmodeliruûŝihiterelmvkspuh50 AT lebedevsi plazmopoverhnostnoevzaimodeistvieimehanizmyobrazovaniâpylivéksperimentahmodeliruûŝihiterelmvkspuh50 AT shevchukpb plazmopoverhnostnoevzaimodeistvieimehanizmyobrazovaniâpylivéksperimentahmodeliruûŝihiterelmvkspuh50 AT makhlajva plazmopoverhnevavzaêmodíâímehanízmiutvorennâpiluveksperimentahŝomodelûûtʹiterelmvkspph50 AT garkushaie plazmopoverhnevavzaêmodíâímehanízmiutvorennâpiluveksperimentahŝomodelûûtʹiterelmvkspph50 AT aksenovnn plazmopoverhnevavzaêmodíâímehanízmiutvorennâpiluveksperimentahŝomodelûûtʹiterelmvkspph50 AT byrkaov plazmopoverhnevavzaêmodíâímehanízmiutvorennâpiluveksperimentahŝomodelûûtʹiterelmvkspph50 AT landmani plazmopoverhnevavzaêmodíâímehanízmiutvorennâpiluveksperimentahŝomodelûûtʹiterelmvkspph50 AT lebedevsi plazmopoverhnevavzaêmodíâímehanízmiutvorennâpiluveksperimentahŝomodelûûtʹiterelmvkspph50 AT shevchukpb plazmopoverhnevavzaêmodíâímehanízmiutvorennâpiluveksperimentahŝomodelûûtʹiterelmvkspph50 |
| first_indexed |
2025-11-24T16:28:15Z |
| last_indexed |
2025-11-24T16:28:15Z |
| _version_ |
1850486001253744640 |
| fulltext |
ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2012. №6(82) 55
PLASMA-SURFACE INTERACTION AND MECHANISMS OF DUST
PRODUCTION IN ITER ELM SIMULATION EXPERIMENTS WITH
QSPA Kh-50
V.A. Makhlaj
1
, I.E. Garkusha
1
, N.N. Aksenov
1
, O.V. Byrka
1
, I. Landman
2
, S.I. Lebedev
1
,
P.B. Shevchuk
1
1
Institute of Plasma Physics NSC “Kharkov Institute of Physics and Technology”, Kharkov, Ukraine;
2
Karlsruhe Institute of Technology (KIT), IHM, 76344 Karlsruhe, Germany
E-mail: makhlay@ipp.kharkov.ua
Experimental simulations of ITER transient events with relevant surface heat load parameters (energy density
and the pulse duration) were carried out with a quasi-stationary plasma accelerator QSPA Kh-50. The several
mechanisms of dust generation from tungsten surfaces were identified. The major cracks development and it
bifurcation led to generation dust particles with sizes up to tens µm. Melting of surface and development of fine
meshes of cracks along the grain boundaries are accompanied by resolidified bridges formation through the fine
cracks. Such bridges produce nm-size dust. Appearance of sub-micron and nanometer-size cellular structures under
plasma irradiation can leads to the intensification of the dust formation.
PACS:52.40.Hf
INTRODUCTION
Plasma-surface interaction processes with large
plasma heat load and particle fluxes are the most
important issues for International Thermonuclear
Experimental Reactor (ITER) and next-step fusion
devices [1, 2]. Erosion of Plasma-Facing Components
(PFC) restricts the divertor life time due to ejection of
eroded material from exposed surface. A substantial
amount of the material dust can also appear. Dust
transport in the vessel deserves special attention because
the grains can deeply enter the core plasma [1-4].
Observations with impurity diagnostics (fast cameras,
laser beam scattering) of the grains in present-day
tokamaks are quite problematic for the high energy fluxes
and in fact don’t allow robust predictions for ITER [3, 4].
For this reason, the simulation experiments are carried
out by using powerful pulsed plasma guns [5], quasi-
stationary plasma accelerators (QSPAs) [5, 6] and e-beam
facilities [7], which are capable of simulating, at least in
part, the loading conditions relevant to ITER. The
dynamics of erosion products, the impurities transport in
the impacting plasma, the vapor shield in front of target
and corresponding heat transfer to the material surface
under normal plasma irradiation were also studied [8-11].
However, tungsten dust generation under different heat
load relevant to Edge Localized Modes (ELM) in ITER
requires further studies
This paper presents recent results of ELM-
simulation experiments with the quasi-stationary plasma
accelerator QSPA Kh-50. The experiments include
study of plasma-surface interaction under inclined
plasma impact, the observation and collection of dust of
different kind.
1. EXPERIMENTAL SET UP AND
DIAGNOSTICS
Experimental simulations of ITER transient events
with relevant surface heat load parameters (energy
density and the pulse duration) as well as particle loads
were performed with the QSPA Kh-50 quasi-steady-
state plasma accelerator which is the largest and most
powerful device of this kind [5].The main parameters of
QSPA plasma streams were as follows: ion impact
energy about 0.4…0.6 keV, the maximum plasma
pressure 3.2 bars, and the stream diameter about 18 cm.
The plasma pulse shape is approximately triangular,
pulse duration 0.25 ms and the energy density varied in
the range 0.2…2.5 MJ/m
2
.
The energy density in plasma and surface energy
load and its changes were measured by a calorimeter.
The energy density in the shielding layer was measured
by displacing the calorimeter through a hole in the
center of the sample. The calorimeter could be moved
into the near-surface plasma up to the distance of 5 cm
from the target.
The erosion products flying from the tungsten target
have been registered using a high-speed 10 bit CMOS
digital camera PCO·1200 s from PCO AG with a space
resolution of 1280×1024 pixels and frame duration of
1.2 ms. A surface analysis was carried out with an
MMR-4 optical microscope equipped with a CCD
camera and Scanning Electron Microscopy (SEM) of
the JEOL JSM-6390 type.
2. EXPERIMENTAL RESULTS
2.1. FEATURES OF POWERFUL PLASMA–
SURFACE INTERACTION WITH INCLINED
TARGETS
Calorimetric measurements demonstrated that even
for QSPA Kh-50 plasma exposures which do not result
in tungsten melting (q<0.6 MJ/m
2
), the absorbed heat
load is below 60% of the impact plasma energy (Fig. 1).
The energy density increases with an increasing
distance from the target surface. For the normal
incidence, the energy density saturates at some distance
from the surface (2–4 cm, depending on the energy
density in the plasma stream) reaching the energy
density of the incident plasma. This shows that only a
part of the plasma stream energy is transferred to the
target through the shielding plasma layer [8].
mailto:makhlay@ipp.kharkov.ua
56 ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2012. №6(82)
0 2 4 6
q
0
=0.5 MJ/m
2
1
2
3
4
0
1.0
2.0
2.5
1.5
q
,
M
J
/m
2
L, cm
0.5
q
0
=2.4 MJ/m
2
Fig. 1. The energy density (q) distributions in the
shielding layer vs. the distance from the target surface
(L) for a normal (1, 3) and an oblique plasma
irradiation (45°) (2,4). Energy density of impact plasma
achieved q0
For the inclined irradiation, the energy density in
shielding layer is increasing with the growing the
distance from the target surface in the same way as the
normal impact. However, saturation of energy density is
observed at the distance of 2 cm from the surface. Even at
the greatest of the possible distances (5 cm) from the
exposed surface the measured energy density is less than
the energy density in the incident plasma stream. Thus a
calorimeter placed in this position is still within the
shielding layer. A non-uniform distribution of the energy
density along the target surface is observed under the
inclined irradiation [10, 12]. The example of the high
speed image of QSPA Kh-50 plasma interaction with the
inclined tungsten target is shown in Fig. 2.
2.2. MECHANISMS OF DUST PRODUCTION
At the heat load corresponding to the cracking
threshold only several dust particles traces are
registered. Plasma impacts with loads above the melting
threshold cause the melting/dust particles splashing
from the tungsten surface (see Fig. 2). Particles
velocities may achieve several tens m/s. Fast droplets
are generated at earlier time moments (Fig. 3). Smaller
velocities are observed for late stage of observation.
During intermediate stage both groups of droplets with
fast and lower velocities are observed [8, 11, 13]. It was
show that at least more than 95% of particles started
from solid surface [11].
Fig. 2. Frame of the digital camera with the traces of
erosion products corresponding to the start of plasma–
surface interaction (texp =0.25 ms). qsurf = 0.75 MJ/m
2
For a plasma impact perpendicular to the surface,
droplets are ejected primarily with small angles to the
normal. For inclined plasma irradiation the largest
numbers of particles are also flying towards impact
plasma (see Fig. 2). Analysis of droplet shows the
influence of gravitational force for droplets with higher
mass and smaller velocities. Due to the gravitation the
resulting angular distribution of the droplets became
non-symmetric [11].
Fig. 3. The dependence of particles velocity flying
from the tungsten target after irradiation in the
QSPA Kh-50 facility from the start time. Zero is the time
of plasma arrival at the target surface. qsurf = 0.6 MJ/m
2
Major cracks network develops after first plasma
impacts of heat load above cracking threshold (Fig. 4,a).
a b c
Fig. 4. Development of major crack and its bifurcation (a), bridges formation through the fine cracks (b), some
ordered submicron cellular structures (c) on exposed tungsten surface
ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2012. №6(82) 57
Dust particles with sizes up to 30 µm can ejected from
the surface due to the cracking development and major
cracks bifurcation (see Fig.4,a.) Solid particles may split
from the crack edges during its rupture [13].
Melting of surface and development of cracks along
the grain boundaries are accompanied by formation of
resolidified bridges through the fine cracks (see
Fig. 4,b). That is caused by melt motion and capillary
effects. With next impacts (even without melting)
resolidified bridges can produce nm-size dust. After a
lot of plasma pulses, networks of both major and
intergranular cracks as well as blisters and bubbles
develop on exposed surface [5, 9, 13]. Some balls of the
sizes of (0.01…1) µm are collected inside both voids of
blisters and cracks' volumes [9]. Surface modification of
tungsten and development of ordered submicron cellular
structures in the course of repetitive plasma pulses also
contributes to the nm-dust generation (see Fig. 4,c)
CONCLUSIONS
Influence of the target inclination on the material
response to the repetitive plasma heat loads up to
1.1 MJ/m
2
lasting 0.25 ms, which are relevant to ITER
Type I ELMs has been analyzed. Studies of dust
generation under such energy loads have also been
performed.
Dust particles with sizes up to tens μm could be
ejected from the surface due to the cracking
development and major cracks bifurcation.
Melting of the surface and development of fine
meshes of cracks along the grain boundaries are
accompanied by resolidified bridges formation through
the fine cracks in the course of melt motion and
capillary effects. With the next heat pulses (even
without melting) such bridges produce submicron- and
nm-size dust.
Surface modification of tungsten target after the
repetitive plasma pulses with development of some
ordered submicron cellular structures creates conditions
which provide significant nm-size dust generation after
following plasma pulses.
This work is supported in part by STCU project # P405
and IAEA’s CRP F1.30.13
REFERENCES
1. F. Le Guern et al. // Fusion Engineering and Design.
2011, v. 86, p. 2753-2757.
2. A. Loarte et al. // Physica Scripta. 2007, v. T128,
p. 222-226
3. S.I. Krasheninnikov et al. // Plasma Phys. Control.
Fusion. 2011, v. 53, 083001.
4. V.I. Krauz et al. //Phys. Usp. 2010, v. 53, p. 1015.
5. I.E. Garkusha et al. // Physica Scripta. 2009, v. T138,
p. 014054.
6. B Bazylev et al. //Fusion Engineering and Design.
2009, v. 84. p. 441.
7. Th. Loewenhoff et al. // Physica Scripta. 2011,
v. T145, p. 01405.
8. I.E. Garkusha et al.// J. Nucl. Mater. 2009, v. 390–
391, p. 814-817.
9. I.E. Garkusha et al. //J. Nucl. Mater. 2009, v..386–
388, p. 127-130.
10. V.A. Makhlaj et al. // Physica Scripta. 2011,
v. T145, p. 014061
11. S. Pestchanyi et al. // Physica Scripta. 2011,
v. T145, p. 014062
12. A.A. Chuvilo, et al. // NUKLEONIKA. 2012;
v. 57(1), p 49−53.
13. I.E. Garkusha, et al. // NUKLEONIKA. 2012;
v. 57(2), p. 167−170.
Article received 14.11.2012
ПЛАЗМО-ПОВЕРХНОСТНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ И МЕХАНИЗМЫ ОБРАЗОВАНИЯ ПЫЛИ
В ЭКСПЕРИМЕНТАХ, МОДЕЛИРУЮЩИХ ITER ELM В КСПУ Х-50
В.А. Махлай, И.Е. Гаркуша, Н.Н. Аксенов, О.В. Бырка, И. Ландман, С.И. Лебедев, П.Б. Шевчук
Экспериментальное моделирование ИТЭР переходных явлений с соответствующими параметрами
тепловых нагрузок на поверхность (плотности энергии и длительности импульса) выполнены в
квазистационарном плазменном ускорителе КСПУ Х-50. Были идентифицированы несколько механизмов
генерации пыли с поверхности вольфрама. Развитие макротрещин и их бифуркация привели к генерации
частиц пыли размером до десятков микрометров. Плавление поверхности и развитие сетки мелких трещин
по границам зерен, сопровождаются образованием перезатвердевших мостов через мелкие трещины. Такие
мосты создают наноразмерную пыль. Появление субмикронных и наноразмерных ячеистых структур при
облучении плазмой может интенсифицировать образование пыли.
ПЛАЗМО-ПОВЕРХНЕВА ВЗАЄМОДІЯ І МЕХАНІЗМИ УТВОРЕННЯ ПИЛУ В ЕКСПЕРИМЕНТАХ,
ЩО МОДЕЛЮЮТЬ ITER ELM В КСПП Х-50
В.О. Махлай, І.Є. Гаркуша, М.М. Аксьонов, О.В. Бирка, І. Ландман, С.І. Лебедєв, П.Б. Шевчук
Експериментальне моделювання ІТЕР перехідних явищ з відповідними параметрами теплових
навантажень на поверхню (густини енергії і тривалості імпульсу) виконані в квазістаціонарному плазмовому
прискорювачі КСПП Х-50. Були ідентифіковані декілька механізмів генерації пилу з поверхні вольфраму.
Розвиток макротріщин і їх біфуркація привели до генерації частинок пилу розміром до десятків мікрометрів
Плавлення поверхні і розвиток сітки дрібних тріщин по границях зерен супроводжуються утворенням пере-
затверділих мостів через дрібні тріщини. Такі мости створюють нанорозмірний пил. Поява субмікронних і
нанорозмірних стільникових структур під час опромінення плазмою може інтенсифікувати утворення пилу.
|