In future fusion reactors, extended melt pools in combination with strong plasma-induced accelerations, suggest that the metallic melt could reach the gaps between castellated plasma-facing components, potentially accompanied by profound changes in their mechanical response. The first results of a combined experimental and modelling effort to elucidate the physics of melt transport across gaps are presented. Transient melting of specially designed tungsten samples featuring toroidal gaps has been achieved in ASDEX Upgrade providing direct evidence of gap bridging. Detailed modelling with the MEMENTO melt dynamics code is reported. Empirical evidence and simulations reveal that the presence of gaps can be safely ignored in macroscopic melt motion predictions as well as that the re-solidification limited melt spreading facilitates gap bridging and leads to poor melt attachment. The findings are discussed in the context of ITER and DEMO.
将来の核融合炉では、拡張したメルトプールと強いプラズマ誘起加速度との組み合わせにより、金属融液がカステレーション加工されたプラズマ対向部品間のギャップに到達し、それに伴ってそれらの機械的応答に大きな変化が生じる可能性が示唆される。ギャップを横断する融液輸送の物理を解明するための、実験とモデリングを組み合わせた取り組みの最初の結果を提示する。トロイダルギャップを備えた特別に設計されたタングステン試料の過渡溶融がASDEX Upgradeで達成され、ギャップブリッジングの直接的な証拠が得られた。MEMENTO溶融動力学コードを用いた詳細なモデリングを報告する。実験的証拠とシミュレーションにより、巨視的な融液運動予測においてギャップの存在は安全に無視できること、そして再凝固によって制限される融液の広がりがギャップブリッジングを促進し、融液の付着力を弱めることが明らかになる。これらの知見は、ITERとDEMOの文脈で議論される。