Characterization of macroscopic erosion of castellated and flat tungsten surfaces under ITER-like transient plasma loads
The damages of tungsten targets with different geometries under repetitive transient hydrogen plasma loads have been studied with a quasi-stationary plasma accelerator QSPA Kh-50. The results of the experiments on target with geometry close to ITER divertor reference design have been compared to res...
Saved in:
| Published in: | Вопросы атомной науки и техники |
|---|---|
| Date: | 2019 |
| Main Authors: | , , , , , , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
2019
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/194594 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Characterization of macroscopic erosion of castellated and flat tungsten surfaces under ITER-like transient plasma loads / M.O. Myroshnyk, S.S. Herashchenko, V.A. Makhlai, I.E. Garkusha, N.N. Aksenov, O.V. Byrka, V.V. Chebotarev, N.V. Kulik, S.I. Lebedev, P.B. Shevchuk, V.V. Staltsov // Problems of atomic science and technology. — 2019. — № 1. — С. 70-73. — Бібліогр.: 19 назв. — англ. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-194594 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Myroshnyk, M.O. Herashchenko, S.S. Makhlai, V.A. Garkusha, I.E. Aksenov, N.N. Byrka, O.V. Chebotarev, V.V. Kulik, N.V. Lebedev, S.I. Shevchuk, P.B. Staltsov, V.V. 2023-11-27T16:22:58Z 2023-11-27T16:22:58Z 2019 Characterization of macroscopic erosion of castellated and flat tungsten surfaces under ITER-like transient plasma loads / M.O. Myroshnyk, S.S. Herashchenko, V.A. Makhlai, I.E. Garkusha, N.N. Aksenov, O.V. Byrka, V.V. Chebotarev, N.V. Kulik, S.I. Lebedev, P.B. Shevchuk, V.V. Staltsov // Problems of atomic science and technology. — 2019. — № 1. — С. 70-73. — Бібліогр.: 19 назв. — англ. 1562-6016 PACS: 52.40.HF https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/194594 The damages of tungsten targets with different geometries under repetitive transient hydrogen plasma loads have been studied with a quasi-stationary plasma accelerator QSPA Kh-50. The results of the experiments on target with geometry close to ITER divertor reference design have been compared to results of previous experiments on flat target. The plasma stream parameters were relevant to ITER ELMs (surface heat load above the melting (0.6 MJ/m²) and below the evaporation (1.1 MJ/m²) thresholds of tungsten and pulse duration of 0.25 ms). Surface erosion and dynamics of erosion products have been investigated in the course of repetitive plasma pulses. The crack networks and progressive corrugation occurred on the surface of all the targets exposed to a large number of plasma pulses. Melt motion leads to grow of protuberances on edges of castellated target units. Unlike the flat targets, the separation of liquid/solid particles from the edges of the units is the most significant source of the castellated targets erosion. Вивчено пошкодження вольфрамових мішеней з різною геометрією при повторюваних імпульсних навантаженнях водневої плазмою в квазістаціонарному плазмовому прискорювачі КСПП Х-50. Результати експериментів з мішенню, що має геометрію близьку до конструкції дивертора IТЕР, зіставлені з результатами для пласких мішеней. Параметри потоків плазми обрані близькими до ELM в ІТЕР (поверхневе теплове навантаження вище порога плавлення (0,6 МДж/м²) та нижче порога випаровування вольфраму (1,1 МДж/м²), тривалість імпульсу 0,25 мс). Представлена характеристика ерозії поверхонь і ежекції частинок з мішеней в умовах повторюваних плазмових імпульсів. На поверхнях мішеней, опромінених великою кількістю плазмових імпульсів, виявлені сітки тріщин і виражена хвиляста структура. Рух розплаву призводить до зростання виступів на краях елементів зубчастої мішені. На відміну від плоских мішеней відділення рідких/твердих частинок з країв елементів становить найбільш істотне джерело ерозії зубчастих мішеней. Изучены повреждения вольфрамовых мишеней с различной геометрией при повторяющихся импульсных нагрузках водородной плазмой в квазистационарном плазменном ускорителе КСПУ Х-50. Результаты экспериментов с мишенью, имеющей близкую к конструкции дивертора ИТЭР геометрию, сопоставлены с результатами для плоских мишеней. Параметры потоков плазмы выбраны близкими к ELM в ИТЭР (поверхностная тепловая нагрузка выше порога плавления (0,6 МДж/м²) и ниже порога испарения вольфрама (1,1 МДж/м²), длительность импульса 0,25 мс). Представлена характеристика эрозии поверхностей и эжекции частиц с мишеней в условиях повторяющихся плазменных импульсов. На поверхностях мишеней, облученных большим количеством плазменных импульсов, обнаружены сетки трещин и выраженная волнистая структура. Движение расплава приводит к росту выступов на краях элементов зубчатой мишени. В отличиe от плоских мишеней отделение жидких/твердых частиц с краев элементов составляет наиболее существенный источник эрозии зубчатых мишеней. This work has been also supported by National Academy Science of Ukraine project X-4-3/2018, NMRT-2/2018, П-5/24-2018 and IAEA’s CRP F43022. This work has been carried out within the framework of the EUROfusion Consortium and has received funding from the Euratom research and training programme 2014-2018 under grant agreement № 633053. The views and opinions expressed herein do not necessarily reflect those of the European Commission. Work performed under EUROfusion WP PFC. This work has also been supported by National Academy Science of Ukraine project X-4-3/2018, NMRT-2/2018, П-5/24-2018 and IAEA’s CRP F43022. en Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України Вопросы атомной науки и техники Plasma dynamics and plasma-wall interaction Characterization of macroscopic erosion of castellated and flat tungsten surfaces under ITER-like transient plasma loads Характеристика макроскопічної ерозії поверхонь зубчатих і пласких мішеней в умовах перехідних плазмових навантажень в ІТЕР Характеристика макроскопической эрозии поверхностей зубчатых и плоских мишеней в условиях переходных плазменных нагрузок в ИТЭР Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Characterization of macroscopic erosion of castellated and flat tungsten surfaces under ITER-like transient plasma loads |
| spellingShingle |
Characterization of macroscopic erosion of castellated and flat tungsten surfaces under ITER-like transient plasma loads Myroshnyk, M.O. Herashchenko, S.S. Makhlai, V.A. Garkusha, I.E. Aksenov, N.N. Byrka, O.V. Chebotarev, V.V. Kulik, N.V. Lebedev, S.I. Shevchuk, P.B. Staltsov, V.V. Plasma dynamics and plasma-wall interaction |
| title_short |
Characterization of macroscopic erosion of castellated and flat tungsten surfaces under ITER-like transient plasma loads |
| title_full |
Characterization of macroscopic erosion of castellated and flat tungsten surfaces under ITER-like transient plasma loads |
| title_fullStr |
Characterization of macroscopic erosion of castellated and flat tungsten surfaces under ITER-like transient plasma loads |
| title_full_unstemmed |
Characterization of macroscopic erosion of castellated and flat tungsten surfaces under ITER-like transient plasma loads |
| title_sort |
characterization of macroscopic erosion of castellated and flat tungsten surfaces under iter-like transient plasma loads |
| author |
Myroshnyk, M.O. Herashchenko, S.S. Makhlai, V.A. Garkusha, I.E. Aksenov, N.N. Byrka, O.V. Chebotarev, V.V. Kulik, N.V. Lebedev, S.I. Shevchuk, P.B. Staltsov, V.V. |
| author_facet |
Myroshnyk, M.O. Herashchenko, S.S. Makhlai, V.A. Garkusha, I.E. Aksenov, N.N. Byrka, O.V. Chebotarev, V.V. Kulik, N.V. Lebedev, S.I. Shevchuk, P.B. Staltsov, V.V. |
| topic |
Plasma dynamics and plasma-wall interaction |
| topic_facet |
Plasma dynamics and plasma-wall interaction |
| publishDate |
2019 |
| language |
English |
| container_title |
Вопросы атомной науки и техники |
| publisher |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Характеристика макроскопічної ерозії поверхонь зубчатих і пласких мішеней в умовах перехідних плазмових навантажень в ІТЕР Характеристика макроскопической эрозии поверхностей зубчатых и плоских мишеней в условиях переходных плазменных нагрузок в ИТЭР |
| description |
The damages of tungsten targets with different geometries under repetitive transient hydrogen plasma loads have been studied with a quasi-stationary plasma accelerator QSPA Kh-50. The results of the experiments on target with geometry close to ITER divertor reference design have been compared to results of previous experiments on flat target. The plasma stream parameters were relevant to ITER ELMs (surface heat load above the melting (0.6 MJ/m²) and below the evaporation (1.1 MJ/m²) thresholds of tungsten and pulse duration of 0.25 ms). Surface erosion and dynamics of erosion products have been investigated in the course of repetitive plasma pulses. The crack networks and progressive corrugation occurred on the surface of all the targets exposed to a large number of plasma pulses. Melt motion leads to grow of protuberances on edges of castellated target units. Unlike the flat targets, the separation of liquid/solid particles from the edges of the units is the most significant source of the castellated targets erosion.
Вивчено пошкодження вольфрамових мішеней з різною геометрією при повторюваних імпульсних навантаженнях водневої плазмою в квазістаціонарному плазмовому прискорювачі КСПП Х-50. Результати експериментів з мішенню, що має геометрію близьку до конструкції дивертора IТЕР, зіставлені з результатами для пласких мішеней. Параметри потоків плазми обрані близькими до ELM в ІТЕР (поверхневе теплове навантаження вище порога плавлення (0,6 МДж/м²) та нижче порога випаровування вольфраму (1,1 МДж/м²), тривалість імпульсу 0,25 мс). Представлена характеристика ерозії поверхонь і ежекції частинок з мішеней в умовах повторюваних плазмових імпульсів. На поверхнях мішеней, опромінених великою кількістю плазмових імпульсів, виявлені сітки тріщин і виражена хвиляста структура. Рух розплаву призводить до зростання виступів на краях елементів зубчастої мішені. На відміну від плоских мішеней відділення рідких/твердих частинок з країв елементів становить найбільш істотне джерело ерозії зубчастих мішеней.
Изучены повреждения вольфрамовых мишеней с различной геометрией при повторяющихся импульсных нагрузках водородной плазмой в квазистационарном плазменном ускорителе КСПУ Х-50. Результаты экспериментов с мишенью, имеющей близкую к конструкции дивертора ИТЭР геометрию, сопоставлены с результатами для плоских мишеней. Параметры потоков плазмы выбраны близкими к ELM в ИТЭР (поверхностная тепловая нагрузка выше порога плавления (0,6 МДж/м²) и ниже порога испарения вольфрама (1,1 МДж/м²), длительность импульса 0,25 мс). Представлена характеристика эрозии поверхностей и эжекции частиц с мишеней в условиях повторяющихся плазменных импульсов. На поверхностях мишеней, облученных большим количеством плазменных импульсов, обнаружены сетки трещин и выраженная волнистая структура. Движение расплава приводит к росту выступов на краях элементов зубчатой мишени. В отличиe от плоских мишеней отделение жидких/твердых частиц с краев элементов составляет наиболее существенный источник эрозии зубчатых мишеней.
|
| issn |
1562-6016 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/194594 |
| citation_txt |
Characterization of macroscopic erosion of castellated and flat tungsten surfaces under ITER-like transient plasma loads / M.O. Myroshnyk, S.S. Herashchenko, V.A. Makhlai, I.E. Garkusha, N.N. Aksenov, O.V. Byrka, V.V. Chebotarev, N.V. Kulik, S.I. Lebedev, P.B. Shevchuk, V.V. Staltsov // Problems of atomic science and technology. — 2019. — № 1. — С. 70-73. — Бібліогр.: 19 назв. — англ. |
| work_keys_str_mv |
AT myroshnykmo characterizationofmacroscopicerosionofcastellatedandflattungstensurfacesunderiterliketransientplasmaloads AT herashchenkoss characterizationofmacroscopicerosionofcastellatedandflattungstensurfacesunderiterliketransientplasmaloads AT makhlaiva characterizationofmacroscopicerosionofcastellatedandflattungstensurfacesunderiterliketransientplasmaloads AT garkushaie characterizationofmacroscopicerosionofcastellatedandflattungstensurfacesunderiterliketransientplasmaloads AT aksenovnn characterizationofmacroscopicerosionofcastellatedandflattungstensurfacesunderiterliketransientplasmaloads AT byrkaov characterizationofmacroscopicerosionofcastellatedandflattungstensurfacesunderiterliketransientplasmaloads AT chebotarevvv characterizationofmacroscopicerosionofcastellatedandflattungstensurfacesunderiterliketransientplasmaloads AT kuliknv characterizationofmacroscopicerosionofcastellatedandflattungstensurfacesunderiterliketransientplasmaloads AT lebedevsi characterizationofmacroscopicerosionofcastellatedandflattungstensurfacesunderiterliketransientplasmaloads AT shevchukpb characterizationofmacroscopicerosionofcastellatedandflattungstensurfacesunderiterliketransientplasmaloads AT staltsovvv characterizationofmacroscopicerosionofcastellatedandflattungstensurfacesunderiterliketransientplasmaloads AT myroshnykmo harakteristikamakroskopíčnoíerozíípoverhonʹzubčatihíplaskihmíšeneivumovahperehídnihplazmovihnavantaženʹvíter AT herashchenkoss harakteristikamakroskopíčnoíerozíípoverhonʹzubčatihíplaskihmíšeneivumovahperehídnihplazmovihnavantaženʹvíter AT makhlaiva harakteristikamakroskopíčnoíerozíípoverhonʹzubčatihíplaskihmíšeneivumovahperehídnihplazmovihnavantaženʹvíter AT garkushaie harakteristikamakroskopíčnoíerozíípoverhonʹzubčatihíplaskihmíšeneivumovahperehídnihplazmovihnavantaženʹvíter AT aksenovnn harakteristikamakroskopíčnoíerozíípoverhonʹzubčatihíplaskihmíšeneivumovahperehídnihplazmovihnavantaženʹvíter AT byrkaov harakteristikamakroskopíčnoíerozíípoverhonʹzubčatihíplaskihmíšeneivumovahperehídnihplazmovihnavantaženʹvíter AT chebotarevvv harakteristikamakroskopíčnoíerozíípoverhonʹzubčatihíplaskihmíšeneivumovahperehídnihplazmovihnavantaženʹvíter AT kuliknv harakteristikamakroskopíčnoíerozíípoverhonʹzubčatihíplaskihmíšeneivumovahperehídnihplazmovihnavantaženʹvíter AT lebedevsi harakteristikamakroskopíčnoíerozíípoverhonʹzubčatihíplaskihmíšeneivumovahperehídnihplazmovihnavantaženʹvíter AT shevchukpb harakteristikamakroskopíčnoíerozíípoverhonʹzubčatihíplaskihmíšeneivumovahperehídnihplazmovihnavantaženʹvíter AT staltsovvv harakteristikamakroskopíčnoíerozíípoverhonʹzubčatihíplaskihmíšeneivumovahperehídnihplazmovihnavantaženʹvíter AT myroshnykmo harakteristikamakroskopičeskoiéroziipoverhnosteizubčatyhiploskihmišeneivusloviâhperehodnyhplazmennyhnagruzokvitér AT herashchenkoss harakteristikamakroskopičeskoiéroziipoverhnosteizubčatyhiploskihmišeneivusloviâhperehodnyhplazmennyhnagruzokvitér AT makhlaiva harakteristikamakroskopičeskoiéroziipoverhnosteizubčatyhiploskihmišeneivusloviâhperehodnyhplazmennyhnagruzokvitér AT garkushaie harakteristikamakroskopičeskoiéroziipoverhnosteizubčatyhiploskihmišeneivusloviâhperehodnyhplazmennyhnagruzokvitér AT aksenovnn harakteristikamakroskopičeskoiéroziipoverhnosteizubčatyhiploskihmišeneivusloviâhperehodnyhplazmennyhnagruzokvitér AT byrkaov harakteristikamakroskopičeskoiéroziipoverhnosteizubčatyhiploskihmišeneivusloviâhperehodnyhplazmennyhnagruzokvitér AT chebotarevvv harakteristikamakroskopičeskoiéroziipoverhnosteizubčatyhiploskihmišeneivusloviâhperehodnyhplazmennyhnagruzokvitér AT kuliknv harakteristikamakroskopičeskoiéroziipoverhnosteizubčatyhiploskihmišeneivusloviâhperehodnyhplazmennyhnagruzokvitér AT lebedevsi harakteristikamakroskopičeskoiéroziipoverhnosteizubčatyhiploskihmišeneivusloviâhperehodnyhplazmennyhnagruzokvitér AT shevchukpb harakteristikamakroskopičeskoiéroziipoverhnosteizubčatyhiploskihmišeneivusloviâhperehodnyhplazmennyhnagruzokvitér AT staltsovvv harakteristikamakroskopičeskoiéroziipoverhnosteizubčatyhiploskihmišeneivusloviâhperehodnyhplazmennyhnagruzokvitér |
| first_indexed |
2025-12-07T17:13:44Z |
| last_indexed |
2025-12-07T17:13:44Z |
| _version_ |
1850870464146046976 |