In situ monitoring of the hydrogenic fuel inventory in plasma-facing materials (PFMs) is a key issue for the sustainable and safe operation of a magnetically confined fusion device. A laser induced breakdown spectroscopy system has been applied on the linear plasma device PSI-2 to determine the short-term retention of deuterium (D) in the most promising PFM-tungsten (W). Measurements of the fuel content were performed (a) during plasma exposure, providing the dynamic D content in W and (b) after plasma exposure, determining the outgassing of D from W in vacuum. The in situ measurement of D content in W is in the time range of about 100 minutes before plasma termination (during plasma exposure) to 240 minutes after plasma termination (after plasma exposure). The measured surface D content in W drops to 17%–37% of the initial amount (measured before the plasma is switched off), showing a reduction factor of ca. 3–6 within the first 240 minutes.
核融合装置のプラズマ対向材料(PFM)における水素同位体燃料インベントリのその場モニタリングは、磁場閉じ込め核融合装置の安全かつ持続可能な運転にとって重要な課題である。レーザー誘起絶縁破壊分光法(LIBS)システムを線形プラズマ装置PSI-2に適用し、最も有望なPFMであるタングステン(W)中の重水素(D)の短期保持量を定量評価した。燃料含有量の測定は、(a) プラズマ曝露中(プラズマ曝露中のW中の動的D含有量の提供)および (b) プラズマ曝露後(真空中でのWからのD脱離の評価)の両方で実施された。W中のD含有量のその場測定は、プラズマ停止前の約100分間(プラズマ曝露中)からプラズマ停止後240分間(プラズマ曝露後)の時間範囲で行われた。測定されたW表面のD含有量は、プラズマ停止前の初期量(プラズマ停止前に測定)の17%~37%まで低下し、最初の240分間で約3~6倍の低減係数を示した。