Thick free-standing boron-doped diamonds were prepared by microwave plasma assisted chemical vapour deposition. Samples with a final thickness close to 5 mm and with lateral dimensions 25 × 25 mm were produced. The thermal shock resistance of the material was tested by exposure in the JUDITH electron gun to reproduce the conditions expected in a fusion reactor during plasma instabilities. Boron-doped diamond is shown to exhibit thermal shock resistance far better than current material of choice for a fusion reactor like tungsten, with no surface damage after exposure to 100 cycles at 2.5 GW m−2 for 5 ms.
厚い自立型ホウ素ドープダイヤモンドを、マイクロ波プラズマ化学蒸着法により作製した。最終的な厚さが約5 mm、横方向の寸法が25 × 25 mmの試料を作製した。この材料の耐熱衝撃性を、プラズマ不安定性時に核融合炉で予想される条件を再現するため、JUDITH電子銃を用いた曝露試験により評価した。ホウ素ドープダイヤモンドは、2.5 GW m⁻²で5 msの曝露を100サイクル行った後も表面損傷が認められず、核融合炉の現行候補材料であるタングステンよりもはるかに優れた耐熱衝撃性を示すことが実証された。