Взаимодействие низкоэнергетических ионов и атомов изотопов водорода с некоторыми конструкционными и плазмоконтактирующими материалами термоядерных установок

• Автор: Шарапов, Валерий Михайлович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 268 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. Проникновение водорода сквозь металлы при взаимодействии с
потоками атомов и ионов
§1. Введение
§2. Проникновение атомарного водорода
§3. Проникновение ионизированного водорода
§4. Роль ионного распыления в процессе проникновения
водорода
§5. Влияние радиационных дефектов на водородопроницаемость...44с.
§6. Заключение
ГЛАВА II. Экспериментальная аппаратура и методика эксперимента
§1. Экспериментальная установка
§2. Ионно-плазменный источник
§3. Энергетическая однородность ионного пучка
§4. Состав ионного пучка
§5. Атомарная компонента плазмы
§6. Диффузионная ячейка
§7. Экспериментальная установка с трубчатыми образцами
ГЛАВА III. Поверхностные эффекты в проникновении дейтерия в условиях
взаимодействия с плазменными пучками
§1. Введение
§2. Влияние ионно-индуцированной десорбции на проникновение
дейтерия
§3. Влияние морфологических изменений поверхности на скорость проникновения водорода

§4. Модифицирование приповерхностного слоя имплантированными ионами и их влияние
на водородопроницаемость
§5. Граничные условия при описании реэмиссии, накопления и проникновения водорода сквозь металлические мембраны в
условиях низкоэнергетической ионной бомбардировки 109с.
§6. Поверхностная структура, формируемая нри
низкоэнергсгической ионной бомбардировке
ГЛАВА IV. Эрозия углеродных материалов при бомбардировке
низкоэнергетическими ионами и атомами дейтерия
§1. Основные закономерности эрозии углеродных материалов
при ионном воздействии
1.1. Физическое распыление
1.2. Химическое распыление
1.3. Радиационно-ускоренная сублимация
§2. Эрозия графитовых материалов при бомбардировке
низкоэнергетическими ионами и атомами дейтерия
§3. Эрозия алмазных пленок
§4. Особенности эрозии углеродных материалов при низкоэнергстической бомбардировке ионами
изотопов водорода
§5. Влияние структуры графитовых материалов на эрозию
и радиационно-ускоренную сублимацию
ГЛАВА V. Бороуглеродные пленки и их свойства
§1. Введение
§2. Бороуглеродные пленки как защитные покрытия
первой стеики реакторов термоядерного синтеза
§3. Бороуглеродные пленки, полученные с использованием
карборана
§4. Влияние кислорода на стабильность
бороуглеродных пленок
§5. Эрозия бороуглеродных пленок при взаимодействии с
дейтериевой плазмой
§6. Водородопроницаемость бороуглеродных пленок
§7. Боронизация российских токамаков
§8. Заключение
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЯ

Разумеется, эти четыре предельные ситуации практически реализуются не всегда. Но они более многообразны, чем при проникновении атомарного водорода.
Следует сделать два замечания к проведенному анализу.
1. Константа реэмиссии Б) является суммой двух констант скоростей десорбции:
81 = 8р+8т, (1.28)
где Эт - константа скорости термодесорбции, а Эр - константа скорости ионно -индуцированной десорбции. Мы будем говорить об этом позднее. Здесь же хотелось отметить, что когда ионно - плазменное воздействие не является жестким (малые энергии и потоки), то 8]
2. В условиях ионной бомбардировки, так же, как и для атомарного водорода, более корректным является использование граничных условий, записанных в виде выражения (1.2). Однако и здесь по тем же причинам, что и ранее, использовали линейные по концентрации граничные условия.
Аналогичным образом анализ режимов водородопроницаемости был выполнен Али-Ханом и др. [33], Дойлом [34], Керстом и Свансигером [35]. Был введен транспортный параметр ’Щх), определенный следующим образом [35]:
Ч¥(х) = (2-кгхЛЗ)-Сс/, (1.29)
где к,- - феноменологическая константа скорости молекулярной рекомбинации ( в проведенном выше рассмотрении аналогом кг были константы екороргей 81 и 8т), х - расстояние от имплантационной плоскости (глубина внедрения ионов) к
входной и выходной сторонам мембраны, Б - коэффициент диффузии водорода, 1/2
Со' = (Ф;/2кг) , Ф[ - поток падающих ионов. Степенной показатель 1/2 в.
выражении для Со' является следствием использования авторами квадратичных по концентрации граничных условий. В зависимости от величины транспортного параметра А¥(х) авторы различают три транспортных режима: