AbstractThe suitability of tungsten as plasma facing material for main chamber and baffle components was investigated in ASDEX Upgrade. In an initial step four W-coated graphite test tiles were employed at different poloidal positions of the inner column heat shield structure for a full experimental campaign. Tungsten erosion rates were determined by ion beam analysis of the test tiles before and after the campaign. The results are compared to predictions assuming CX sputtering as main erosion mechanism. In a second step the machine was operated with two toroidal rows of W-coated graphite tiles. The experimental campaign was started without wall conditioning by siliconization to ensure a clean tungsten surface exposed to the plasma. Tungsten influx and plasma concentration were measured spectroscopically. Tungsten migration was determined by ion beam analysis of collector probes exposed in the outer midplane and the outer divertor plate. In all important discharge scenarios the W-concentration stayed below the detection limit of ≈5×10−6. Consequently no influence on plasma performance parameters was found, which encourages the use of W for even larger surface areas in the ASDEX Upgrade main chamber.
主チャンバーおよびバッフル部品用のプラズマ対向材料としてのタングステンの適合性がASDEX Upgradeで調査された。最初のステップとして、全実験キャンペーンにわたり、内側コラム熱遮蔽構造の異なるポロイダル位置に、Wコーティングされたグラファイト試験タイル4枚が設置された。タングステンの侵食速度は、キャンペーンの前後における試験タイルのイオンビーム分析によって決定された。結果は、主な侵食機構としてCXスパッタリングを仮定した予測と比較される。第2のステップとして、装置はWコーティングされたグラファイトタイルの2列のトロイダル列で運転された。実験キャンペーンは、プラズマに曝される清浄なタングステン表面を確保するために、シリコナイゼーションによる壁調整なしで開始された。タングステンの流入束とプラズマ中の濃度は分光学的に測定された。タングステンの移動は、外側赤道面と外側ダイバータ板に曝露されたコレクタープローブのイオンビーム分析によって決定された。すべての主要な放電シナリオにおいて、W濃度は検出限界である≈5×10−6未満に留まった。その結果、プラズマ性能パラメータへの影響は見られず、ASDEX Upgradeの主チャンバーにおけるさらに広い表面積へのWの使用を後押しするものである。