Experimental measurements of hydrogen isotope exchange in carbon surfaces under ion bombardment

Underwood, M.C.; Erents, S.K.; Hotston, E.S.

doi:10.1016/0022-3115(80)90177-4

Cited by 14 publications

(3 citation statements)

References 7 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Measurements have been reported around three decades ago for the isotopic replacement of deuterium implanted in several low-Z refractory materials (C, Si, B 4 C, TiC, VB 2 , TiB 2 , and B) at room temperature [5,6,7,8,9] and elevated temperatures [10], as well as in 316 stainless steel at 153 K [11], during subsequent irradiation with protium ions. The observed isotope exchange behavior is in a good agreement with the local mixing model [5] based on the depth dependence of the implanted ions and the experimentally determined hydrogen saturation concentrations.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Hydrogen isotope exchange in tungsten irradiated sequentially with low-energy deuterium and protium ions

et al. 2011

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Hydrogen isotope exchange in tungsten irradiated sequentially with low-energy deuterium and protium ions

et al. 2011

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Underwood, et. al (13) have also observed a decrease in the D replacement rate for non-overlapping profiles by measuring the release of D2 and HD gas from D saturated carbon during H implantation.…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

Hydrogen in Fusion First Wall Surfaces

Doyle

Brice

Wampler

1981

IEEE Trans. Nucl. Sci.

View full text Add to dashboard Cite

The concentration at which deuterium implanted into the materials B, C, Si, TiC, TiB2, B4C, and VB2 saturates has been measured using nuclear microanalysis. The local mixing model for H saturation and isotopic replacement agree well with these data and yield H saturation concentrations close to .5 H/host atom ratio for the elemental samples and lower concentrations for the compounds. The local mixing model has also been used to model tritium buildup and isotope exchange in proposed first-wall materials for magnetic confinement fusion reactors. Two satatistical mnodels are introduced to discuss the buildup to saturation.

show abstract

“…Первые эксперименты по изотопному обмену водорода в процессе последовательного облучения ионами дейтерия и протия были проведены в жаростойких материалах с невысоким атомным номером (C, Si, B 4 C, TiC, VB 2 , TiB 2 и B) при комнатной температуре [5][6][7][8][9] и повышенной температуре [10], а также в стали AISI 316 при 153 K [11]. Наблюдаемый в этих экспериментах изотопный обмен хорошо опи-сывается моделью локального смешивания [5], учитывающей глубину внедрения изотопов водорода и концентрацию насыщения изотопами водорода.…”

Section: Introductionunclassified

Influence of Helium on Hydrogen Isotope Exchange in Tungsten at Sequential Exposures to Deuterium and Helium-Protium Plasmas

Alimov¹,

Khripunov²,

Спицын³

et al. 2013

PAST-TF

View full text Add to dashboard Cite

3 He + от 0,69 до 4,5 МэВ. Обнаружено, что значительная часть дейтерия, захваченного первоначально в вольф-раме после облучения дейтериевой плазмой, выделяется при последующем облучении протиевой плазмой. Однако в случае облучения образцов смешанной Н-Не-плазмой количество выделяющегося дейтерия уменьшается по сравнению с облучением чистой протиевой плазмой.Ключевые слова: вольфрам, детритизация, дейтериевая плазма, гелий-протиевая плазма. Hydrogen isotopes exchange in tungsten was investigated after sequential irradiations by low energy deuterium (D) and mixed heliumprotium H-He-plasmas at sample temperatures of 400 and 530 K. Deuterium depth profiles were measured by the D( 3 He, p) 4 He nuclear reaction with 3 He + energies between 0.69 and 4.5 MeV allowing determination of the D concentration up to a depth of 7 μm. It was found that significant part of deuterium initially retained in tungsten after deuterium plasma exposure was released during sequential exposure to protium plasma. However, exposure of the D-plasma-exposed W samples to helium-protium plasma reduces the amount of released deuterium as compared to pure protium plasma irradiation. INFLUENCE OF HELIUM ON HYDROGEN ISOTOPE EXCHANGE IN TUNGSTEN AT SEQUENTIAL EXPOSURES TO DEUTERIUM AND HELIUM-PROTIUM PLASMASKey words: tungsten, detritiation, deuterium plasma, helium-protium plasma. ВВЕДЕНИЕУменьшение накопления трития в материалах термоядерных реакторов является на сегодняшний день одним из основных требований к материалам, контактирующим с термоядерной плазмой [1,2]. Благодаря таким качествам, как высокая температура плавления и высокая пороговая энергия физического распыле-ния, вольфрам (W) является наиболее перспективным материалом для использования в качестве контакти-рующих с плазмой элементов дивертора. В процессе горения термоядерной плазмы вольфрам будет облу-чаться интенсивными потоками дейтерия и трития, а также ионами гелия энергией 3,5 МэВ и нейтронами энергией 14,1 МэВ, возникающими в результате D-T-термоядерной реакции. Имеющиеся данные [3,4] указывают на то, что накопление изотопов водорода в вольфрамовых материалах, облучённых водородной плазмой с высоким значением потока ионов, может достигать значения около 10 22 ат./м 2 при температуре облучения около 500 К, что значительно отличается от накопления водорода после облучения ионами во-дорода при невысоких значениях потока ионов. В случае эксплуатации термоядерного реактора накопле-ние трития до значения ~10 22 ат./м 2 близко к предельному допустимому безопасному значению 700 г во всей вакуумной камере ИТЭР, и вследствие этого необходим поиск путей удаления трития из вольфрамо-вых компонентов, контактирующих с плазмой, при технологических остановках работы реактора. Одним из возможных путей удаления трития может быть изотопный обмен, т.е. замещение радиоактивного три-тия безопасным дейтерием или протием.

show abstract

Experimental measurements of hydrogen isotope exchange in carbon surfaces under ion bombardment

Cited by 14 publications

References 7 publications

Hydrogen isotope exchange in tungsten irradiated sequentially with low-energy deuterium and protium ions

Hydrogen isotope exchange in tungsten irradiated sequentially with low-energy deuterium and protium ions

Hydrogen in Fusion First Wall Surfaces

Influence of Helium on Hydrogen Isotope Exchange in Tungsten at Sequential Exposures to Deuterium and Helium-Protium Plasmas

Contact Info

Product

Resources

About