In confined plasma magnetic fusion devices significant amounts of the hydrogen isotopes used for the fusion reaction can be stored in the plasma-facing materials by implantation. The desorption of this retained hydrogen was seen to follow a tα law with α ≈ −0.7 in tokamaks. For a pulsed fusion reactor this outgassing can define the inter-pulse waiting time. This work presents new experimental data on the dynamic outgassing in ITER grade tungsten exposed under the well-defined conditions of PSI-2 to pure and mixed D2 plasmas.A peak ion flux of 1022 D+ m−2 s is applied for up to 6 h at sample temperatures of up to 900 K. Pure D2 and mixed D2 + He, D2 + N2 and D2 + He + N2 plasmas are applied to the sample at 68 V bias. The D2, He, N outgassing at 293 K and 580 k are observed via in-vacuo quadrupole mass spectrometry covering the range of 40 s–200 000 s after exposure.The outgassing decay follows a single power law with exponents α = −0.7 to −1.1 at 293 K, but at 580 K a drop from α = −0.25 to −2.35 is found. For DEMO a pump-down time to 0.5 mPa in the order of 1–5 h can be expected. The outgassing is in all cases dominated by D2.
磁場閉じ込め核融合装置では、核融合反応に使用される水素同位体の相当量が、注入によってプラズマ対向材料に蓄積され得る。この保持された水素の脱離は、トカマクにおいてα ≈ −0.7のtα則に従うことが観察された。パルス核融合炉にとって、このガス放出はパルス間待ち時間を決定づけ得る。本研究は、PSI-2の明確に定義された条件下で純粋および混合D2プラズマに曝露されたITERグレードのタングステンにおける動的ガス放出に関する新しい実験データを提示する。最大900 Kの試料温度で、1022 D+ m−2 sのピークイオンフラックスが最大6時間適用される。純粋D2および混合D2+He、D2+N2、D2+He+N2プラズマが、68 Vのバイアスで試料に印加される。293 Kおよび580 kでのD2、He、Nのガス放出は、曝露後40 s–200 000 sの範囲をカバーする真空中(in-vacuo)四重極質量分析により観測される。ガス放出の減衰は、293 Kでは指数α = −0.7から−1.1の単一のべき乗則に従うが、580 Kではα = −0.25から−2.35への低下が見られる。DEMOについては、0.5 mPaまでの排気時間が1–5 hのオーダーで期待できる。ガス放出はすべての場合においてD2が支配的である。