Combined exposures of tungsten by stationary and transient hydrogen plasma heat loads: preliminary results

Abstract

Influence of combined hydrogen plasma exposures on tungsten behavior was studied in QSPA Kh-50 facility and steady-state ion beam system FALCON. Pulsed plasma loads (0.45 MJ/m²) were below the tungsten melting threshold. The influence of addition steady-state heat flux (of 0.43 MW/m² during 900 s) on development of surface damage in tungsten targets was studied. Evolution of residual stresses and lattice spacing were investigated. For combined irradiation faster relaxation of residual stresses occurred. The damage of exposed surface was caused by physical spattering and cracks appearing.

Влияние комбинированных водородных плазменных экспозиций на поведение вольфрама изучено в КСПУ Х-50 и ионно-лучевой системе FALCON. Импульсные нагрузки (0.45 MДж/м²) были ниже порога плавления вольфрама. Было изучено влияние дополнительных стационарных тепловых нагрузок (0,43 MВт/м² в течение 900 с) на развитие поверхностных повреждений в вольфрамовых образцах. Развитие остаточных напряжений и параметра решетки было изучено для различных видов плазменного облучения. При комбинированном облучении зарегистрирована быстрая релаксация остаточных напряжений. Повреждения облученных поверхностей обусловлены физическим распылением и появлением трещин.

Вплив комбінованих водневих плазмових експозицій на поведінку вольфраму вивчено в КСПП Х-50 и іонно-променевій системі FALCON. Імпульсні навантаження (0.45 MДж/м²) були нижче порогу плавлення вольфраму. Було вивчено вплив додаткових стаціонарних теплових навантажень (0,43 MВт/м² протягом 900 с) на розвиток поверхневих пошкоджень у вольфрамових зразках. Розвиток залишкових напружень і параметра решітки було вивчено для різних видів плазмового опромінення. При комбінованому опроміненні зареєстровано швидку релаксацію залишкових напружень. Пошкодження опромінених поверхонь обумовлені фізичним розпорошенням і появою тріщин.