The performance of the full-W ITER divertor may be significantly affected by the interplay between steady-state plasma exposure and transient events. To address this issue, the effect of a high-flux H plasma on the thermal shock response of W to ELM-like transients has been investigated. Transient heating of W targets is performed by means of a high-power Nd:YAG laser with simultaneous exposure to H plasma in the linear device Magnum-PSI. The effects of simultaneous exposure to laser and plasma have been compared to those sequentially and to laser only. Transient melting is found to be aggravated during plasma exposure and to occur at lower heat flux parameters. Roughness and grain growth are observed to be driven by peak temperature, rather than by the loading conditions. The temperature evolution of the W surface under a series of transients is recorded by fast infrared thermography. By accounting for changes in the reflectivity at the damaged surface as measured by ellipsometry, a reduction in power handling capabilities of the laser/plasma affected W is concluded. The evidence of reduced power handling of the W surface under conditions as described here is of great concern with respect to the durability of W PFCs for application in fusion devices.
フルW ITERダイバータの性能は、定常状態のプラズマ曝露と過渡事象との間の相互作用によって大きく影響を受ける可能性がある。この問題に対処するため、高フラックスHプラズマが、ELM様過渡事象に対するWの熱衝撃応答に及ぼす影響が調査されてきた。Wターゲットの過渡加熱は、線形装置Magnum-PSIにおいて、Hプラズマへの同時曝露を伴う高出力Nd:YAGレーザーを用いて実施された。レーザーとプラズマへの同時曝露の影響は、逐次曝露およびレーザーのみの場合と比較された。過渡溶融は、プラズマ曝露中に悪化し、より低い熱流束パラメータで発生することが見出された。粗さと粒成長は、負荷条件ではなく、ピーク温度によって支配されることが観察された。一連の過渡事象下におけるW表面の温度変化は、高速赤外線サーモグラフィによって記録された。エリプソメトリーによって測定された損傷表面での反射率の変化を考慮することにより、レーザー/プラズマの影響を受けたWのパワー処理能力の低下が結論づけられた。ここで述べた条件下でのW表面のパワー処理能力低下の証拠は、核融合装置への応用におけるW PFCsの耐久性に関して重大な懸念事項である。