Выпуски журналаIssues of the journal

 
К списку номеров Back to the list
К оглавлению Back to Contents
номер страницы: 39page number: 39

ТРАНСФОРМАЦИЯ СТРУКТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ W ДВОЙНОЙ КОВКИ ПРИ ОДИНОЧНОМ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОМ ОБЛУЧЕНИИ РАЗНЫМИ ТИПАМИ РАДИАЦИОННЫХ УСТРОЙСТВ (Е. В. Демина, В. А. Грибков, М. Д. Прусакова, В. Н. Пименов, Е. В. Морозов, С. А. Масляев, А. В. Воронин, В. К. Гусев, И. Е. Гаркуша, В. А. Махлай, Т. Лаас, В. Широкова, Б. Вяли)

Резюме: Resume:

Исследованы структурные изменения в поверхностном слое образцов-мишеней, изготовленных из вольфрама с использованием двойной ковки, после их последовательного импульсного облучения в радиационных установках разного типа: Плазменный фокус (ПФ), Плазменная пушка (ПП), Плазменный ускоритель (ПУ). Режимы облучения имитировали жесткие условия воздействия термоядерной плазмы на материал в современных токамаках в экстремальных ситуациях: типа срыва плазмы, вертикальных смещений и, т.н. краевых локализованных режимов (edge localized modes — ELMs). В качестве рабочих газов использовали водород и дейтерий. Выполнены эксперименты по облучению образцов W в установках ПФ (PF-6 и PF-1000U) с их последующим облучением в установке ПП или в ПУ, а также с первоначальным использованием ПУ и воздействием потоков энергии на исследуемый материал в ПФ PF-6 на завершающей стадии. Образцы W в экспериментах располагали нормально к падающему потоку энергии. Реализованы следующие режимы облучения: в установке PF-1000U: плотность мощности потока дейтериевой плазмы на поверхности мишени qpl = 109 – 1010 Вт/см2, длительность импульса τpl = 50 – 100 нс, плотность мощности потока пучка быстрых ионов (с энергией Ei ≥ 100 кэВ) qfi = 1011 –  1012 Вт/см2, длительность импульса τfi =10 – 50 нс; в установке PF-6: qpl = 109 –  1010 Вт/см2, τpl = 50 нс, qpl = 1010 – 1011 Вт/см2, τfi = 10 – 50 нс; в установке ПП: плотность энергии Q = 0,8 МДж/м2, плотность потока водородной плазмы q ≈ 5·106 Вт/см2, длительность импульса τ =15 мкс; в установке ПУ: Q = 0,75 МДж/м2, плотность мощности потока дейтериевой плазмы q = 3,6·105 Вт/см2, τ = 0,25 мс. Рассмотрены общие черты и особенности повреждаемости вольфрама и изменения его структурного состояния при воздействии энергетических потоков в жестком режиме предварительного облучения в установках ПФ при последующем радиационном воздействии в более мягких режимах, реализованных в установках ПП и ПУ. Показано, что в исследованных режимах облучения характер деградации материала зависит не только от величины и длительности единичных импульсов энергии, создаваемых испытательной установкой, но и от количества энергетических воздействий на материал. Глубина заметного поврежденного слоя, в котором возникает нарушение целостности материала, практически при всех изученных режимах облучения составляет около 200 мкм, природа разрушения носит термический и ударно-волновой характер.

Ключевые слова: двойное прессование W, радиационное облучение, установки Плазменный фокус, Плазменная пушка, плазменный ускоритель, дефекты материалов, сканирующая электронная микроскопия, рентгеноструктурный анализ, параметр решетки.

 

Демина Елена Викторовна — Институт металлургии и материаловедения им.А.А.Байкова РАН (Москва, 119334, Ленинский пр., 49), кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области радиационного и космического материаловедения. E­mail: elenadyom@mail.ru.

Грибков Владимир Алексеевич — Институт металлургии и материаловедения им.А.А.Байкова РАН (Москва, 119334, Ленинский пр., 49), доктор физико­математических наук, профессор, главный научный сотрудник, специалист в области экспериментальной физики плотной плазмы. E­mail:  gribkovv@rambler.ru.

Прусакова Марина Дмитриевна — Институт металлургии и материаловедения им.А.А.Байкова РАН (Москва, 119334, Ленинский пр., 49), научный сотрудник, специалист в области радиационного материаловедения. E­mail:  prusakovam@mail.ru.

Пименов Валерий Николаевич — Институт металлургии и материаловедения им.А.А.Байкова РАН (Москва, 119334, Ленинский пр., 49), доктор физикоматематических наук, заведующий лабораторией, специалист в области радиационного и космического материаловедения. E­mail:pimval@mail.ru.

Морозов Евгений Вадимович — Институт металлургии и материаловедения им.А.А.Байкова РАН (Москва, 119334, Ленинский пр., 49), научный сотрудник, специалист в области материаловедения. E­mail:lieutenant@list.ru.

Масляев Сергей Алексеевич — Институт металлургии и материаловедения им.А.А.Байкова РАН (Москва, 119334, Ленинский пр., 49), кандидат физикоматематических наук, старший научный сотрудник, специалист в области радиационного и космического материаловедения. E­mail: maslyaev@mail.ru.

Воронин Александр Васильевич — Физико­технический институт  им. А.Ф. Иоффе РАН (Санкт­Петербург, 194021, ул. Политехническая, 26), кандидат физико­математических наук, старший научный сотрудник, специалист в области физики плазмы. E­mail: voronin.mhd@mail.ioffe.ru.

Гусев Василий Константинович — Физико­технический институт  им. А.Ф. Иоффе РАН (Санкт­Петербург, ул. Политехническая, 26), доктор физико­математических наук, главный научный сотрудник, специалист в области физики плазмы. E­mail: vasily.gusev@mail.ioffe.ru.

Гаркуша Игорь Евгеньевич — Институт физики плазмы Национального научного центра “Харьковский физико­технический институт” (Украина, Харьков, 61108, ул. Академическая, 1), Доктор физико­математичеcких  наук, Заместитель директора института. E­mail:  garkusha@ipp.kharkov.ua.

Махлай Вадим Александрович — Институт физики плазмы Национального научного центра “Харьковский физико­технический институт” (Украина, Харьков, 61108, ул. Академическая, 1), кандидат физико­математических наук, старший научный сотрудник, специалист по исследованию воздействия плазмы на материалы. E­mail: MakhlajVO1971@nas.gov.ua.

Лаас Тыну — Институт естественных наук и здоровья Таллиннского Университета (Эстония, Таллинн, 10120, Нарвское шоссе, 25), доктор наук (физика), профессор прикладной физики, специалист в области математической физики, и в исследованиях по влиянию плазмы на материалы E­mail: tony@tlu.ee.

Широкова Вероника — Институт естественных наук и здоровья Таллиннского Университета (Эстония, Таллинн, 10120, Нарвское шоссе, 25), доктор наук (физика), преподаватель технической физики, специалист по исследованию влияния плазмы на материалы. E ­mail: veroonika.pelohh@gmail.ee.

Вяли Берит — Институт естественных наук и здоровья Таллиннского Университета (Эстония, Таллинн, 10120, Нарвское шоссе, 25), преподаватель физики, специалист по исследованию влияния плазмы на материалы. E­ mail: berit.vali@tlu.ee.

____________________________________________________________________________

№1 – 2018 г., с.39 – 59

Авторы: Authors:
Е. В. Демина, В. А. Грибков, М. Д. Прусакова, В. Н. Пименов, Е. В. Морозов, С. А. Масляев, А. В. Воронин, В. К. Гусев, И. Е. Гаркуша, В. А. Махлай, Т. Лаас, В. Широкова, Б. Вяли