TY - JOUR

T1 - Обзор работ в ИЯФ со РАН по тематике плазма-поверхность

AU - Shoshin, A. A.

AU - Burdakov, A. V.

AU - Kandaurov, I. V.

AU - Kasatov, A. A.

AU - Kazantsev, S. R.

AU - Balash, I. I.

AU - Popov, V. A.

AU - Ryzhkov, G. A.

AU - Cherepanov, D. E.

AU - Kuzmin, E. I.

AU - Polosatkin, S. V.

AU - Иванов, Игорь Александрович

AU - Arakcheev, A. S.

AU - Vasilyev, A. A.

N1 - Обзор работ в ИЯФ со РАН по тематике плазма-поверхность / А.А. Шошин, А.В. Бурдаков, И.В. Кандауров [и др.] // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Термоядерный синтез. – 2024. – Т. 47. - № S1. – С. 65-75. Работа по подготовке системы лазерного нагрева для испытания керамик была частично поддержана грантом РНФ № 23-19-00212.

PY - 2024

Y1 - 2024

N2 - С 1990-х гг. в ИЯФ СО РАН проводятся комплексные исследования взаимодействия мощных потоков плазмы, электронных пучков и лазеров с твёрдыми телами при нагрузках, которые ожидаются на первой стенке термоядерного реактора. Сначала эксперименты проводились на установке ГОЛ-3, затем на комплексе БЕТА. В настоящее время создаются новые экспериментальные установки, включая станцию «Плазма» на строящемся источнике синхротронного излучения СКИФ, а также проектируется реактор ГДМЛ на основе открытой ловушки нового поколения. С помощью развитого диагностического комплекса многопробочной ловушки ГОЛ-3 были исследованы свойства приповерхностной плазмы и её динамика (плотность, температура, скорость разлёта, зарядовый состав). Изучена модификация поверхности различных материалов (вольфрам, графит, керамики) при различных импульсных тепловых нагрузках. Использование электронного пучка на стенде БЕТА позволило in situ наблюдать процессы модификации поверхности во время теплового удара, что недоступно для установок с плазменным воздействием. Проведено сравнение с данными других исследователей, показано их соответствие. Получены пороги для трещинообразования и плавления вольфрама, взрывного (хрупкого) разрушения графита. Для исследований напряжений в материалах применено синхротронное излучение, с помощью которого с высоким временным разрешением измерено напряжение во время импульсного облучения. Экспериментальные работы дополняются теоретическими и расчётными исследованиями. Предложена модель разрушения вольфрама, согласно которой на стадии остывания возникает напряжение, приводящее к растрескиванию вольфрама. Появление трещин на стенде БЕТА впервые в мире наблюдали экспериментально существенно позже тепловой нагрузки.

AB - С 1990-х гг. в ИЯФ СО РАН проводятся комплексные исследования взаимодействия мощных потоков плазмы, электронных пучков и лазеров с твёрдыми телами при нагрузках, которые ожидаются на первой стенке термоядерного реактора. Сначала эксперименты проводились на установке ГОЛ-3, затем на комплексе БЕТА. В настоящее время создаются новые экспериментальные установки, включая станцию «Плазма» на строящемся источнике синхротронного излучения СКИФ, а также проектируется реактор ГДМЛ на основе открытой ловушки нового поколения. С помощью развитого диагностического комплекса многопробочной ловушки ГОЛ-3 были исследованы свойства приповерхностной плазмы и её динамика (плотность, температура, скорость разлёта, зарядовый состав). Изучена модификация поверхности различных материалов (вольфрам, графит, керамики) при различных импульсных тепловых нагрузках. Использование электронного пучка на стенде БЕТА позволило in situ наблюдать процессы модификации поверхности во время теплового удара, что недоступно для установок с плазменным воздействием. Проведено сравнение с данными других исследователей, показано их соответствие. Получены пороги для трещинообразования и плавления вольфрама, взрывного (хрупкого) разрушения графита. Для исследований напряжений в материалах применено синхротронное излучение, с помощью которого с высоким временным разрешением измерено напряжение во время импульсного облучения. Экспериментальные работы дополняются теоретическими и расчётными исследованиями. Предложена модель разрушения вольфрама, согласно которой на стадии остывания возникает напряжение, приводящее к растрескиванию вольфрама. Появление трещин на стенде БЕТА впервые в мире наблюдали экспериментально существенно позже тепловой нагрузки.

KW - ceramics

KW - first wall

KW - fusion reactor

KW - graphite

KW - powerful energy flows

KW - pulse heating

KW - synchrotron radiation

KW - thermal shocks

KW - tungsten

UR - https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85199385967&origin=inward&txGid=8b20d9494b917ab84ed93cb23f3a3457

UR - https://elibrary.ru/item.asp?id=67325705

UR - https://www.mendeley.com/catalogue/2484a2e0-f03e-3650-9cbd-9b99d0317b13/

U2 - 10.21517/0202-3822-2024-47-1-65-75

DO - 10.21517/0202-3822-2024-47-1-65-75

M3 - статья

VL - 47

SP - 65

EP - 75

JO - Problems of Atomic Science and Technology, Series Thermonuclear Fusion

JF - Problems of Atomic Science and Technology, Series Thermonuclear Fusion

SN - 0202-3822

IS - S1

M1 - 6

ER -