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Suppression of blister formation and deuterium retention on tungsten surface due to mechanical polishing and helium pre-exposure

D. Nishijima, H. Iwakiri, K. Amano, M.Y. Ye, N. Ohno, K. Tokunaga, N. Yoshida, S. Takamura2005年被引用 58Nuclear FusionIF 3出版社

Low-energy deuterium (D) plasma exposure on tungsten (W), which is an important material for ITER, results in blister formation on the surface. Blister formation increases both micron-sized dust production and D retention. Blister formation depends greatly on surface pre-treatment. Deuterium plasma exposure on mirror-finished powder metallurgy W at 500 K for 3 h forms a blister with a diameter of a few hundred micrometres on the surface. Blister formations on the mechanically-polished and helium-pre-exposed surfaces are drastically suppressed. Deuterium retention is also reduced on both the mechanically-polished surface and the helium-pre-exposed surface compared with that on the mirror-finished surface. The suppressive effect of blister formation on the mechanically-polished surface is maintained for 50 h. The size of blisters and D retention on mirror-finished surface exposed for 50 h increases by some degrees (≲500 µm, 7 × 1020 m−2) compared with that on mirror-finished surface exposed for 3 h (≲200 µm, 5 × 1020 m−2), but is not proportional to the exposure time. The saturation level of D retention even on blister-rich surfaces seems to be lower than an order of 1021 D2 m−2.

日本語訳

低エネルギー重水素(D)プラズマへの曝露は、ITERにとって重要な材料であるタングステン(W)の表面にブリスター形成をもたらす。ブリスター形成は、ミクロンサイズのダスト生成とD保持の両方を増加させる。ブリスター形成は表面前処理に大きく依存する。鏡面仕上げされた粉末冶金Wへの500 K、3時間の重水素プラズマ曝露は、表面に直径数百マイクロメートルのブリスターを形成する。機械研磨された表面およびヘリウム前曝露された表面では、ブリスター形成が drastically 抑制される。D保持もまた、鏡面仕上げ表面と比較して、機械研磨表面およびヘリウム前曝露表面の両方で減少する。機械研磨表面におけるブリスター形成の抑制効果は50時間維持される。50時間曝露された鏡面仕上げ表面におけるブリスターのサイズとD保持は、3時間曝露された鏡面仕上げ表面(≲200 µm、5 × 10²⁰ D₂ m⁻²)と比較して、ある程度増加する(≲500 µm、7 × 10²⁰ D₂ m⁻²)が、曝露時間に比例はしない。ブリスターが豊富な表面であっても、D保持の飽和レベルは10²¹ D₂ m⁻² のオーダーよりも低いと思われる。

装置

iter低精度(概要文一致)

wiki

TungstenDeuteriumHeliumDeuterium retention
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