Temperature dependence of surface topography and deuterium interaction with a pure α-Fe exposed to low-energy high-flux D plasma

Abstract

Surface topography and deuterium interaction with a-Fe under glow discharge hydrogen (deuterium) ions bombardment with energy of ~1 keV at ion fluencies of (0.02…1)∙10²⁴ D/m² and various temperatures have been examined. The methods used were scanning electron microscopy, thermal desorption spectroscopy and the D(³He,p) ⁴He nuclear reaction. Formation of blisters was observed in the temperature range 230…340 K. Roundshaped cavities contained small nonmetallic particles FexOy (x=1…2, y=1…4) were founded on the irradiated surface of α-Fe. Temperature dependence of average blister diameter, the deuterium depth profile and temperature of deuterium retention were studied

Изучена топография поверхности и взаимодействие дейтерия с a-Fe под воздействием тлеющего разряда ионов водорода (дейтерия) с энергией ~ 1 кэВ при ионных флюенсах (0,02…1)∙10²⁴ D/м² и различных температурах. Использовались методы сканирующей электронной микроскопии, термодесорбционной спектроскопии и ядерных реакций D(³He,p) ⁴He. В интервале температур 230…340 К наблюдалось образование блистеров. На облучённой поверхности -Fe были обнаружены полости округлой формы, содержащие небольшие неметаллические частицы FexOy (х=1…2, у=1…4). Обсуждаются: температурная зависимость среднего диаметра блистеров, распределение дейтерия по глубине образца и особенности удержания дейтерия.

Вивчено топографію поверхні і взаємодію дейтерію з a-Fe під впливом тліючого розряду іонів водню (дейтерію) з енергією ~ 1 кеВ при іонних флюенсах (0,02…1)∙10²⁴ D/м² і різних температурах. Використовувалися методи скануючої електронної мікроскопії, термодесорбційної спектроскопії і ядерних реакцій D(³He,p) ⁴He. В інтервалі температур 230…340 К спостерігалось утворення блістерів. На опроміненій поверхні -Fe були виявлені порожнини округлої форми, що містять невеликі неметалічні частки FexOy (х=1…2, у=1…4). Обговорюються: температурна залежність середнього діаметра блістерів, розподіл дейтерію по глибині зразка і особливості утримання дейтерію.