In order to investigate ablation behavior caused by runaway electrons on plasma facing materials (PFMs), the high energy electron irradiation experiment with a pulse duration of 0.6 µs at room temperature was performed. Specimens of ITER-grade tungsten (W), W-0.5 wt% ZrC alloy (WZC) and potassium-doped tungsten alloy (W–K) were irradiated at different average energy densities. The results indicate that the radial patterns of corrugated and strip-like bulge products on the irradiated specimens’ surfaces are due to the high energy electron pressure. The average void radius, void number density, area and area number density of bulge products on the surface increase with the average energy density in W and W alloys. Second phase particles add more nucleation sites, making void formation and growth easier in W alloys. WZC and W–K have higher average void number density than W. Voids in W alloys, doping of ZrC particles and the fibrous structure of W–K could help enhance heat dissipation and reduce the height of molten layer thickness. Compared to W alloys, W not only has higher area number density and larger area ratio of bulge products on the surface but also exhibits more droplets and larger droplets dimensions. Higher thermal conductivity of W contributes to the higher average molten layer thickness.
逃走電子がプラズマ対向材料(PFMs)に及ぼすアブレーション挙動を調査するために、室温でパルス時間幅0.6 µsの高エネルギー電子照射実験を実施した。ITERグレードのタングステン(W)、W-0.5 wt% ZrC合金(WZC)、およびカリウムドープタングステン合金(W–K)の試験片を、異なる平均エネルギー密度で照射した。その結果、照射された試験片の表面上の波状およびストリップ状のバルジ生成物の放射状パターンは、高エネルギー電子圧力に起因することが示された。WおよびW合金では、表面上のバルジ生成物の平均ボイド半径、ボイド数密度、面積、および面積数密度は、平均エネルギー密度とともに増加する。第二相粒子はより多くの核生成サイトを追加し、W合金におけるボイドの形成と成長を容易にする。WZCとW–Kは、Wよりも高い平均ボイド数密度を有する。W合金中のボイド、ZrC粒子のドーピング、およびW–Kの繊維状構造は、放熱を促進し、溶融層厚さの高さを低減するのに役立つ可能性がある。W合金と比較して、Wは、表面上のバルジ生成物の面積数密度が高く、面積割合が大きいだけでなく、より多くの液滴とより大きな液滴寸法も示す。Wのより高い熱伝導率は、より高い平均溶融層厚さに寄与する。