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In situ observation of tungsten plasma-facing components after the first phase of operation of the WEST tokamak

M. Diez, Y. Corre, E. Delmas, N. Fedorczak, M. Firdaouss, A. Grosjean, J.P. Gunn, T. Loarer, M. Missirlian, M. Richou2021年被引用 20Nuclear FusionIF 3出版社

After three years of operation (2017–2019) and four experimental campaigns (C1 to C4), the first phase of operation of the WEST tokamak has now come to an end. During that period, WEST has operated with tungsten coated copper-based and carbon-based plasma facing components in order to comply with a full metallic environment. A set of components, called plasma facing units, using ITER tungsten monoblock technology was also installed onto one sector of the lower divertor to test their behaviour in a real tokamak environment. This paper gives an overview of the ageing behaviour of these components during in situ visual inspections. It is shown that tungsten coatings are in a good condition after 3 years of operation but are prone to delamination in the areas dominated by off-normal events such as runaway electrons or arcing. For this reason, the W coated carbon tiles of the outer limiter were replaced by bulk W tiles after the C3 campaign. As for the bulk tungsten ITER-like components, damage such as melting and cracking was mainly observed on the monoblock edges exposed to the parallel heat flux. The first observations show that the damage formed during C3 on the tungsten monoblocks did not evolve during C4, which leads to believe that it results from singular events rather than continuous heating due to steady state operation.

日本語訳

WESTトカマクの最初の3年間の運転(2017年~2019年)および4回の実験キャンペーン(C1~C4)が終了した。この期間中、WESTは完全金属環境を実現するため、タングステン被覆銅製および炭素製のプラズマ対向部品を用いて運転された。また、ITER用タングステンモノブロック技術を採用したプラズマ対向ユニット一式が下部ダイバータの一部に設置され、実トカマク環境におけるその挙動が検証された。本論文では、これらの部品の経年劣化挙動を、その場(in situ)での目視検査に基づいて報告する。検査の結果、タングステン被覆は3年間の運転後も良好な状態を維持しているものの、逃走電子やアーキングなどの異常事象が支配的な領域では、被覆のはく離が生じやすいことが明らかになった。このため、外部リミターのタングステン被覆炭素タイルは、C3キャンペーン後にバルクタングステンタイルへ交換された。一方、ITER類似のバルクタングステンモノブロックについては、定常熱流束にさらされるモノブロック端部において、溶融やクラックなどの損傷が主に観察された。初期の観察結果から、これらの損傷はC3中に形成されたものであり、C4中には進展していないことが示された。これは、損傷が定常運転による連続的な加熱ではなく、単発的な事象に起因することを示唆している。

装置

iter中精度(概要文一致)

wiki

TungstenPlasma-facing componentWEST
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