Влияние распыления на деградацию зеркал для диагностики плазмы и ИТЭР

• Автор: Рогов, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 135 с. : ил.

ГЛАВА 1. КРИТЕРИИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ РАСПЫЛЕНИЯ ЗЕРКАЛ В ИТЭР

1.1. Оптические диагностики плазмы в ИТЭР. Проблема первого зеркала.

Режимы эксплуатации зеркал

1.2. Оценка средней энергии, компонентного состава и флюенса атомов перезарядки на первой стенке ИТЭР за год эксплуатации. Влияние компонентного состава на распыление

1.3. Выбор материала и структуры зеркал для проведения имитационных

исследований по распылению. Критерии сравнения материалов для первого зеркала

1.4. Общие критерии проведения имитационных экспериментов по

исследованию устойчивости к распылению в ТЯР

1.5. Выбор устройства для моделирования распыления в ИТЭР

ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПЫЛЕНИЯ ЗЕРКАЛ В МАГНЕТРОННОМ РАСПЫЛИТЕЛЬНОМ УСТРОЙСТВЕ

2.1. Экспериментальное оборудование

2.2. Методика применения магнетрона в имитационных экспериментах по распылению
2.3. Выбор состава газовой смеси для имитационного распыления в магнетронном разряде
2.4. Расчет исходного состава газовой смеси по парциальным давлениям воздуха и дейтерия
2.5. Выбор режима распыления в магнетронном разряде на дейтерии

2.6. Зондовые измерения параметров плазмы в магнетронном разряде на дейтерии
2.7. Расчет требуемого для выполнения принятых критериев соотношения парциальных давлений воздуха и дейтерия в газовой смеси. Анализ влияния диссоциации на распыление в магнетронном разряде
2.8. Распределение плотности потока ионов на поверхности катода при распылении
ГЛАВА 3. ФОРМИРОВАНИЕ ОТРАЖАЮЩИХ ПОКРЫТИЙ ИЗ МОЛИБДЕНА СО СТОЛБЧАТОЙ НАНОКРИСТАЛЛИТНОЙ СТРУКТУРОЙ
3.1. В ыбор структуры покрытия
3.2. Выбор режима напыления
3.3. Экспериментальное оборудование
3.4. Нагрев и измерение температуры подложки в вакууме перед напылением
3.5. Очистка поверхности подложек перед напылением
3.6. Скалывание напыленного покрытия
3.7. Структура монокристаллического и монокристаллитного зеркал
3.8. Влияние аморфно-дефектного слоя на отслаивание напыленного покрытия
3.9. Исследование микродефектов монокристаллического зеркала после локального механического воздействия
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕГРАДАЦИИ МОЛИБДЕНОВЫХ МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ И НАНОКРИСТАЛЛИТНЫХ ЗЕРКАЛ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ РАСПЫЛЕНИЯ В ИТЭР
4.1. Оптические измерения. Оборудование. Методика

4.2. Зависимость локальных оптических характеристик зеркал после распыления от флюенса распыляющих ионов
4.3. Исследование морфологии поверхности зеркал после распыления
4.4. Анализ полученных результатов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОЕРАФИЯ
экспериментальных исследованиях Кк, Ке, Н/, 1г, Рг, Аи без решения организационных проблем, связанных с использованием драгоценных металлов, весьма затруднено.
Без принятия специальных технических и организационных мер использование в экспериментах Ве также невозможно в связи с его высокой токсичностью.
Таким образом, наиболее перспективными материалами для проведения экспериментальных исследований в данной работе являются Сг и Мо. Из таблицы 4 видно, что по большинству критериев (кроме 1/2 и Я) Мо лучше Сг. Следовательно, если требуется повышенный коэффициент отражения либо ограничены допустимые размеры зеркала, а распыление менее существенно (расположене зеркала в туннеле или диафрагмирование) то предпочтителен Сг. Такие условия реализуются например для На-спектроскопии. Если же распыление является определяющим фактором, то предпочтителен Мо. Именно он, в соответствии с выбранными условиями моделирования и выбран в данной работе в качестве материала исследуемых образцов зеркал.
Кроме вышеперечисленных факторов, под воздействием потока термоядерных нейтронов (14,5 МэВ) происходит активация и трансмутация материала зеркала и, за счет ядерных реакций, в его составе накапливаются нестабильные элементы и изотопы. Эти факторы надо учитывать в связи с проблемой утилизации зеркал после окончания срока их эксплуатации и радиационной опасностью при обслуживании зеркал. Для оценки уровня активности зеркал после длительного воздействия термоядерных нейтронов в таблице 6 представлены ядерные реакции, их сечения, остаточное ядро, его период полураспада и энергия для Мо и Сг.
Сечения реакций оценивались по формулам, представленным в [41].