ПОГЛОЩЕНИЕ ДЕЙТЕРИЯ УГЛЕРОДНЫМИ МАТЕРИАЛАМИ ОБЛИЦОВКИ ПЛАЗМОКОНТАКТИРУЮЩИХ КОМПОНЕНТОВ ТЕРМОЯДЕРНОГО РЕАКТОРА

А. Е. Городецкий, А. В. Маркин, В. Н. Черников, А. П. Захаров, Т. А. Бурцева, И. В. Мазуль, Н. Н. Шипков, Г. Д. Толстолуцкая, В. Ф. Рыбалко

Аннотация


Излагаются эксперименты по измерению давления изотопов водорода в пристеночной или диверторной плазме. По отношению к сорбции водорода графитовыми компонентами лайнера токамака плазменное воздействие тождественно отжигу материалов в молекулярном водороде при давлении 1 — 103 Па и температуре 1200—1700 К. В названном интервале давления и температуры графит РГТ-Б и УСБ-15 непроницаем для молекулярного водорода в отличие от РОСО AXF-5Q, который легко проницаем. Сорбционная емкость хорошо приготовленного графита находится на уровне 10-4 ат. долей. Введение в указанные материалы дефектов типа ненасыщенных углеродных связей с помощью механической обработки, ионного облучения, газификации графита повышает сорбционную емкость материалов. Одновременно увеличивается проницаемость графитов. Модифицирование графита бором сдерживает рост сорбционной емкости. Отечественный графит РГТ-Б и УСБ-15 может быть использован в качестве диверторных пластин и плазмоконтактирующей облицовки лайнера. Рис. 6, табл. 4, список лит. 46 назв.

Полный текст:

PDF

Литература


Takenaga Н., Asakura N., Shimizu К. е.а. Analyses of neutral particle penetration and particle confinement in JT-60U. — J. Nucl. Mater., 1995, v. 220—222, p. 429—432.

Mahdavi M. Allen S., Baker D. e.a. Divertor heat and particle control experiments on the DIIID tokamak. — Ibid., p. 13—24.

Mioduszewski P., Hogan J., Owen L. e.a. Experiments on steady state particle control in Tore Supra and DIII-D. — Ibid., p. 91 — 103.

Budny R., Coster D., Stotler D. e.a. — Ibid., 1992, v. 196—198, p. 462.

Poschenrieder W., Behringer K., Bosch H. e.a. Molecular impurities in ASDEX UPGRADE plasma discharges. — Ibid., 1995, v. 220—222, p. 36—49.

Ghendrih Ph., Petrie T., Lasnier C. e.a. Bifurcation to divertor marfes on DIIID. — Ibid., p. 305—309.

Maingi R., Mioduszewski P., Cuthbertson J. e.a. Effect of low density H-mode operation on edge and divertor plasma parameters. — Ibid., p. 320—324.

Pitcher C., Bosch H., Büchl K. e.a. The effect of density on divertor conditions in ASDEX UPGRADE. — Ibid., p. 213—217.

Hosoganc N., Shimada M., Shimizu K. e.a. Measurement of gases impurities in JT-60U. — Ibid., p. 415—419.

Stangcby P., McCracken G. Plasma boundary phenomena in tokamak. — Nucl. Fus., 1990, v. 30, p. 1225—1379.

Lomidze M., Gorodetsky A., Kanashenko S. e.a. Model for deutron retention and reemission in graphites in a wide range of temperatures and energies. — J. Nucl. Mater., 1994, v. 208, p. 313—323.

Hoinkis Е. The chemisorption of hydrogen on porous graphites at low pressure and at elevated temperature. — Ibid., 1991, v. 182, p. 93—106.

Causey R. The interaction of tritium with graphite and its impact on tokamak operations. — Ibid., 1989, v. 162—164, p. 151 — 161.

Kanashenko S., Gorodetsky A., Chernikov V. e.a. Hydrogen adsorption on and solubility in graphites — Ibid., 1996, v. 233—237, p. 1207—1212.

Haasz A., Franzen P., Davis J. e.a. Two-region model for hydrogen trapping in and release from graphite.- J. Appl. Phys., 1995, v. 77, № 1, p. 66—86.

Kanashenko S., Gorodetsky A., Zakharov A., Wampler W. Influence of radiation damage in graphite and beryllium materials on hydrogen retention. — Physica Scripta, 1996, v. T64, p. 36—40.

Arkhipov I., Gorodetsky A., Zakharov A. e.a. Bulk retention of deuterium in graphites exposed to deuterium plasma at high temperature. — J. Nucl. Mater., 1996, v. 233—237, p. 1202—1206.

Federici G., Holland D„ Brooks J . e.a. Preliminary assessment of the tritium inventory and permeation in the plasma facing components of ITER. — In: Proc. Sympos. on Fusion Engineering. Champaign, Urbana USA, 1995, Sept. 30—Oct. 5.

Tanabe T. Radiation damage of graphite — degradation of material parameters and defect structures. — Physica Scripta, 1996, v. T64, p. 7—16.

Gauster W., Spears W. Requirements and selection criteria for plasma — facing materials and components in the ITER EDA design. — Supplement to the J. Nucl. Fus., 1994, v. 5, p. 7—18.

Behrisch R. Particle bombardment and energy fluxes to the vessel walls in controlled thermonuclear fusion devices. — Ibid., 1991, v. 1, p. 7—16.

Burchell T., Oku T. Materials properties data for fusion reactor plasma fasing carbon — carbon composites — Ibid., 1994, v. 5, p. 77—128.

Burchell T. Radiation damage in carbon — carbon composites: structure and property effects. — Physica Scripta, 1996, v. T64, p. 17—25.

Behrisch R., Venus G. Heat removal by divertor plate and limiter materials in fusion reactors. — J. Nucl Mater., 1993, v. 202, p. 1—9.

Garsia-Rosales C. Erosion processes in plasma wall interection. — Ibid., 1994, v. 212—215, p. 97—104.

Burtseva T., Chugunov O., Dovguchits E. e.a. — Ibid., 1992, v. 191 — 194, p. 309.

Guseva M. Experimental investigation of the energy and temperature dependence of beryllium self sputtering. — In: Report Final IAEA Research Coordination Meeting on «Plasma — Interction Induced Erosion of Fusion Reactor Materials», Vienna, Austria, 1995, Oct. 9—11, p. 1—7.

Волков Г.М. Надмолекулярная структура графитирующегося углерода. — Химия твердого топлива, 1977, № 3, с. 29—34.

Виргильев Ю.С., Куроленкин Е.И. Исследование радиационных изменений свойств углеситалла. — Атомная энергия, 1994, т. 57, вып. 5, с. 353—356.

Chernikov V., Alimov V., Gorodetsky A. e.a. Microstructure and some properties of boron modified graphite USB-15. — J. Nucl. Mater., 1992, v. 191 — 194, p. 320—325.

Causey R., Wilson K., Wampler W., Doyle B. — Fus. Techn., 1991, v. 19, p. 1585.

Myers S., Gaskcy G., Rawl D., Sisson R. Ion — beam profiling of IIe-3 in tritium — exposed type 304L and type 21-6-9 stainless steels. — Metallurgical Transactions, 1983, v. 14A, p. 2261—2267.

Жуков А.И., Толстолуцкая Г.Д., Рыбалко В.Ф. и др. Определение профиля залегания дейтерия в материалах по выходу продуктов ядерных реакций. — Вопросы атомной науки и техники. Сер. Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение, 1992, вып. 1(58), 2(59), с. 133—135.

Chernikov V., Gorodetsky A., Kanashenko S. e.a. Trapping of deuterium in boron and titanium modified graphites before and after carbon ion irradiation. — J. Nucl. Mater., 1994, v. 217, p. 250—257.

Wilson K., Hsu W. Hydrogen recycling properties of graphite. — Ibid., 1987, v. 145—147, p. 121 — 130.

Wampler W., Doyle B., Causey R., Wilson K. Trapping of deuterium at damage in graphite. — Ibid , 1990 v. 176—177, p. 983—986.

Chernikov V., Gorodetsky A., Kanashenko S. e.a. Deuterium trapping in graphites irradiated with C+ ions at 350 and 673 K. — Ibid., 1995, v. 220—222, p. 912—916.

Markin A., Gorodetsky A., Zakharov A. Effect microstructure of hydrogen retention in modified graphite . — In: Intern. Workshop on Interfacia! Effects in Quantum Engineering Systems (IEQES-96), Mito, Japan, 1996 Aug. 21—23.

Barrer R. Sorption prosses on diamond and graphite, part 1. Reaction with hydrogen. — J. Chem. Soc., 1936 p. 1256—1268.

Markin A., Gorodetsky A., Kanashenko S., Zakharov A. Deuterium sorption in graphite at high temperature. — In: Proc. of the 2nd Japan-CIS Workshop «Interaction of Fuel Particles with Fusion Materials» (IFPEM 2), St. Petersburg, Russia, 1993, Oct. 4—6, p. 24—28.

Архипов И.И., Городецкий A.E. Захаров А.П. и др. Накопление дейтерия в РГТ-91 и POCO-AXF-5Q графите, выдержанном в дейтериевой плазме при высокой температуре. — Атомная энергия, 1996 т. 80, вып. 3, с. 174—179.

Causey R., Wampler W„ Buzhinskij О. Tritium retention characteristics of several Iow-Z materials. — J. Nucl. Mater., 1992, v. 196—198, p. 977—980.

Hoinkis E. Thermodesorption of deuterium from a porous graphitic carbon. — Ibid., 1991, v. 183, p. 9—18.

Walker P., Taylor R., Ranish J. An update on the carbon — oxygen reaction. — Carbon, 1991, v. 29, № 3, p. 411—421.

Thomas W. The adsorption of hydrogen at graphite. — J. Chem. Phys., 1961, v. 58, p. 61—69.

Jones L., Thrower P. Influence of boron on carbon fiber microstructure, physical properties, and oxidation behavior. — Carbon, 1991, v. 29, № 2, p. 251—269.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.