Plasma-surface interaction during iter transient events: simulation with QSPA Kh-50 AND GOL-3 facilities

• Published in: Вопросы атомной науки и техники
• Date: 2008
• Main Authors: Garkusha, I.A., Burdakov, A.V.., Ivanov, I.A., Kruglyakov, E.P., Kuklin, K.N., Landman, I.S., Makhlaj, V.A., Polosatkin, S.V., Shoshin, A.A., Tereshin, V.I., Aksenov, N.N.
• Format: Article
• Language: English
• Published: Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України 2008
• Subjects: Iter and fusion reactor aspects
• Online Access: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/110787
• Journal Title: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Cite this: Plasma-surface interaction during iter transient events: simulation with QSPA Kh-50 AND GOL-3 facilities / I.E. Garkusha, A.V. Burdakov, I.A. Ivanov, E.P. Kruglyakov, K.N. Kuklin, I.S. Landman, V.A. Makhlaj, S.V. Polosatkin, A.A. Shoshin, V.I. Tereshin, N.N. Aksenov // Вопросы атомной науки и техники. — 2008. — № 6. — С. 58-60. — Бібліогр.: 8 назв. — англ.

The paper presents experimental investigations of plasma-surface interaction (PSI) and materials behavior under plasma loads relevant to giant ELMs in ITER. The experiments were performed with QSPA Kh-50 and GOL-3 devices located in Kharkov, (Ukraine) and Novosibirsk (Russia) respectively. QSPA provided repetitive plasma pulses of the duration of 0.25 ms and the energy density up to 2.5 MJ/m². In GOL-3 multimirror trap the impacting plasma was heated up to 2…4 keV temperature by a high power relativistic electron beam (0.8 MeV, ~30 kA, ~12 µs, ~120 kJ). Surface morphology of the targets exposed to QSPA and GOL-3 plasma is analyzed. Development of cracking on the tungsten surface and droplets splashing are discussed. Представлені результати досліджень взаємодії плазми з поверхнею й поведінки матеріалів при плазмових навантаженнях, відповідних граничним локалізованим модам в ІТЕРі. Експерименти проводились на установках КСПП Х-50 (Харків) й ГОЛ-3 (Новосибірськ). Опромінення на КСПП проводилось повторюваними імпульсами тривалістю 0,25 мс та густиною енергії до 2,5 МДж/м². У гофрованій багатопробочній пастці ГОЛ-3 плазма, яка взаємодіє з матеріалами, нагрівалась до температури 2…4 кеВ потужним релятивістським електронним пучком (0.8 MеВ, ~30 кA, ~12 мкс, ~120 кДж). Аналізується морфологія поверхні мішеней, що опромінені на КСПП та ГОЛ-3. Обговорюється розвиток тріщин й крапельна ерозія вольфраму. Представлены результаты исследований взаимодействия плазмы с поверхностью и поведения материалов при плазменных нагрузках, соответствующих граничным локализованным модам в ИТЭРе. Эксперименты проводились на установках КСПУ Х-50 (Харьков) и ГОЛ-3 (Новосибирск). Облучение на КСПУ проводилось повторяющимися импульсами длительностью 0,25 мс и плотностью энергии до 2,5 МДж/м². В гофрированной многопробочной ловушке ГОЛ-3 взаимодействующая с материалами плазма нагревалась до температуры 2…4 кэВ мощным релятивистским электронным пучком (0.8 MэВ, ~30 кA, ~12 мкс, ~120 кДж). Анализируется морфология поверхности мишеней, облученных на КСПУ и ГОЛ-3. Обсуждается развитие трещин и капельная эрозия вольфрама.