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Formación de burbujas en tungsteno de grado ITER después de la exposición a plasma D/He estacionario y choques térmicos similares a ELM

Autores: Gago, Mauricio; Kreter, Arkadi; Unterberg, Bernhard; Wirtz, Marius

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Formación de burbujas en tungsteno de grado ITER después de la exposición a plasma D/He estacionario y choques térmicos similares a ELM


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Nuclear

Palabras clave

Materiales en contacto con el plasma
Divertor ITER
Tungsteno
Formación de burbujas
Cargas térmicas transitorias
ELMs

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 18

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los materiales en contacto con el plasma (PFMs) en el divertor del ITER estarán expuestos a condiciones severas, incluyendo la exposición a cargas térmicas transitorias de modos localizados en el borde (ELMs) y a partículas de plasma y neutrones. El tungsteno es el material elegido como PFM para el divertor del ITER. En pruebas anteriores, se detectó la formación de burbujas en tungsteno de grado ITER cuando se expuso a condiciones relevantes para la fusión. Para este estudio, se expuso tungsteno de grado ITER a cargas térmicas transitorias similares a ELM y plasma D/He (6%) en el dispositivo de plasma lineal PSI-2. La formación de burbujas se investigó a través de micrografías SEM y cortes FIB. Se encontró que, al exponerse a 100,000 pulsos láser de 0.6 GWm de densidad de potencia absorbida, solo se formaron pequeñas burbujas en el rango de nanómetros cerca de la superficie. Después de aumentar a 0.8 y 1.0 GWm, el tamaño de las burbujas aumentó a aproximadamente 1 um de tamaño y estaban más profundas bajo la superficie. Aumentar la fluencia del plasma tuvo un efecto aún mayor, más que duplicando la densidad de burbujas y aumentando el tamaño de las burbujas hasta 2 um de diámetro. Al utilizar plasma solo de deuterio, las muestras no mostraron formación de burbujas y redujeron el agrietamiento, lo que demuestra que tal formación de burbujas es causada por la exposición al plasma de helio.

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