Erosion properties of tungsten and WTa5 alloy exposed to repetitive QSPA plasma loads below melting threshold

• Veröffentlicht in: Вопросы атомной науки и техники
• Datum: 2018
• Hauptverfasser: Makhlai, V.A., Herashchenko, S.S., Aksenov, N.N., Byrka, O.V., Garkusha, I.E., Malykhin, S.V., Surovitskiy, S.V., Kulik, N.V., Staltsov, V.V., Lebedev, S.I., Shevchuk, P.B., Wirtz, M., Sadowski, M.J.
• Format: Artikel
• Sprache: English
• Veröffentlicht: Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України 2018
• Schlagworte: ИТЭР и приложения для термоядерного реактора
• Online Zugang: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/148819
• Назва журналу: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Zitieren: Erosion properties of tungsten and WTa5 alloy exposed to repetitive QSPA plasma loads below melting threshold / V.A. Makhlai, S.S. Herashchenko, N.N. Aksenov, O.V. Byrka, I.E. Garkusha, S.V. Malykhin, S.V. Surovitskiy, N.V. Kulik, V.V. Staltsov, S.I. Lebedev, P.B. Shevchuk,M. Wirtz, M.J. Sadowski // Вопросы атомной науки и техники. — 2018. — № 6. — С. 59-62. — Бібліогр.: 15 назв. — англ.

The damage of deformed double forged pure tungsten (W) and tungsten alloyed with 5 wt.% tantalum (WTa5) have been studied in experimental simulations of ITER-like transient events (surface heat load of 0.45 MJ/m² and the pulse duration of 0.25 ms) with quasi-stationary plasma accelerator QSPA Kh-50. The plasma exposures were performed for targets maintained at room temperature and preheated at 200 or 300°C. The large and fine cracks appeared in result of plasma impacts. The high number of repetitive plasma loads below the melting threshold led to the clear degradation of thermo-mechanical properties of the affected surface layers on tungsten. Comparative analysis of the cracks propagation to the bulk is presented for both W and WTa5 samples. Вивчено пошкодження деформованого подвійною ковкою чистого вольфраму (W) та з легуючою 5 об.% домішкою танталу (WTa5) при експериментальному моделюванні умов перехідних процесів в ІТЕР (теплове навантаження на поверхню 0,45 МДж/м² , тривалість імпульсу 0,25 мс) у квазістаціонарному плазмовому прискорювачі КСПП Х-50. Опромінення мішеней плазмою проводили при кімнатній початковій температурі та з підігрівом до 200 та 300°C. В результаті плазмового впливу з’являлися великі й маленькі тріщини. Велика кількість повторюваних плазмових навантажень нижча порога плавлення привела до явної деградації термомеханічних властивостей пошкоджених приповерхневих шарів вольфраму. Представлено порівняльний аналіз розповсюдження тріщин в об'єм для W- і WTa5-зразків. Изучены повреждения деформированного двойной ковкой чистого вольфрама (W) и с легирующей 5 об.% добавкой тантала (WTa5) при экспериментальном моделировании условий переходных процессов в ИТЭР (тепловая нагрузка на поверхность 0,45 МДж/м² , длительность импульса 0,25 мс) в квазистационарном плазменном ускорителе КСПУ Х-50. Облучение мишеней плазмой проводили при комнатной начальной температуре и с подогревом до 200 и 300°C. В результате плазменного воздействия появлялись большие и мелкие трещины. Большое количество повторяющихся плазменных нагрузок ниже порога плавления привело к явной деградации термомеханических свойств поврежденных приповерхностных слоев вольфрама. Представлен сравнительный анализ распространения трещин в объем для W- и WTa5-образцов.