Surface modification and droplet formation under exposures of tungsten coatings with ELM-like transient loads

Abstract

Features of surface modification of tungsten coatings after repetitive irradiation with QSPA Kh-50 plasma pulses are presented. Cracking, development of tungsten surface morphology and emission of droplets are studied. Targets were made from samples of steel covered by tungsten coatings of different thickness (4, 12, 40 μm). Pre-coated targets were irradiated with powerful plasma streams of heat fluxes relevant to ELMs in ITER. Mechanisms of modification and damaging of tungsten coatings under irradiation with powerful plasma streams are discussed.

Представлены особенности модификации поверхности вольфрамовых покрытий после повторяющихся плазменных тепловых нагрузок КСПУ Х-50. Исследовано развитие трещин, изменения в морфологии поверхности вольфрамовых покрытий и инжекция капель. Мишени были сделаны из образцов стали с нанесенными вольфрамовыми покрытиями различной толщины (4, 12, 40 мкм). Подготовленные мишени облучались мощными тепловыми потоками плазмы, соответствующими ELM в ИТЭР. Особое внимание уделено исследованиям повреждений вольфрамового покрытия в качестве материала для поверхностей дивертора и первой стенки камеры реактора термоядерного синтеза. Обсуждаются механизмы модификации и повреждения вольфрамовых покрытий при облучении мощными потоками плазмы.

Представлені особливості модифікації поверхні вольфрамових покриттів після повторюваних плазмових теплових навантажень КСПП Х-50. Досліджено розвиток тріщин, зміни в морфології поверхні вольфрамових покриттів і інжекція крапель. Мішені були зроблені із зразків сталі, на яку нанесені вольфрамові покриття різної товщини (4, 12, 40 мкм). Підготовлені мішені опромінювалися потужними тепловими потоками плазми, відповідними до ELMам в ІТЕР. Особливу увагу приділено дослідженням пошкоджень вольфрамового покриття в якості основного матеріалу для поверхонь дивертора і першої стінки камери реактора термоядерного синтезу. Обговорюються механізми модифікації та пошкодження вольфрамових покриттів при опроміненні потужними потоками плазми.