The effect of helium (He) plasma exposure, and associated surface modifications, on the thermal shock resistance of tungsten (W) under ITER relevant steady state and transient heat and particle loads was studied. W samples were exposed to steady state and pulsed He plasmas at surface base temperatures from 670 to 1170 K. The same exposures were repeated in hydrogen (H) to allow a direct comparison of the role of the ion species on the thermal shock resistance. Exposure to He plasma pulses caused the formation of fine cracking network on W samples which occurred at a higher density and smaller depths compared to H pulsed plasma irradiation. The peak temperature reached during an ELM-like plasma pulse increased by a factor ~1.45 over the 100 s of He plasma exposure, indicating a deterioration of the thermal properties. Transient loading experiments were also performed using a high power pulsed laser during He plasma exposure, showing a significant modification of the target thermal response caused by the surface damage. The effect of He-induced morphology changes on the thermal response modification was found to be very small compared to that of transient-induced damage.
ITER関連の定常状態および過渡的な熱・粒子負荷条件下におけるタングステン（W）の熱衝撃耐性に及ぼすヘリウム（He）プラズマ曝露とそれに伴う表面改質の影響を研究した。W試料を、表面基準温度670〜1170 Kの範囲で定常およびパルス状のHeプラズマに曝露した。同じ曝露を水素（H）中でも繰り返し行い、熱衝撃耐性に対するイオン種の役割を直接比較した。Heプラズマへの曝露により、W試料表面に微細なクラック網目構造が形成され、これはHパルスプラズマ曝露と比較して、より高い密度かつより浅い深さで発生した。ELM類似のプラズマパルス中のピーク温度は、Heプラズマ曝露の100秒間にわたって約1.45倍に増加し、熱特性の劣化を示した。また、Heプラズマ曝露中に高出力パルスレーザーを用いた過渡加熱実験も実施し、表面損傷によってターゲットの熱応答が有意に変化することを示した。熱応答の変化に対するHe誘起の形態変化の影響は、過渡加熱による損傷の影響と比較して非常に小さいことが判明した。