Recrystallized graphite behavior as the first wall material in Globus-M spherical tokamak

Abstract

Recrystallized RGTi graphite tiles were extracted from the first wall of the Globus-M spherical tokamak after being used as plasma-facing components (PFCs) during more than 8000 pulses (more than 800 s).The analysis of chemical composition and structure of the irradiated tiles was performed by different methods. It was found that most of the tiles were covered with mixed layers. In the deposits the amount of absorbed deuterium was measured and minimum D concentration was found in the region of maximum power loads. Only a small amount of deuterium has been detected in the bulk of RGTi tiles exposed to plasma.

Morphology and Composition of Dust and Debris Produced in Globus-M Tokamak

“…Морфология и элементный состав облицовочных плиток [7,8], пыли и крупных частиц, появив-шихся в результате эксплуатации Глобус-М в режиме рабочих разрядов и процедур очистки, были изучены на электронно-зондовом микроанализаторе Камебакс (фирма «Камека», Франция) методами растровой электронной микроскопии (РЭМ) и рентгеноспектрального микроанализа (РСМА) при ускоряющем напряжении 15 кВ и токе 1 нА. Глубина анализа элементного состава ~3 мкм для угле-родной матрицы и ~1 мкм для металлической.…”

“…Рентгенофазовый анализ (РФА) образцов (5×10×5 мм), вырезанных из исходных и облучённых плиток [7,8], а также проб пыли и крупных частиц, был выполнен на дифрактометре ДРОН-3 с медной трубкой (λ Cu = 0,154 нм) и с графитовым монохроматором. Регистрация дифрагирующих пучков осуществлялась в интервале углов 2 от 10º до 90º с шагом 0,05º и временем экспозиции в каждой точке 1,5 с (глубина анализа составляла ~10 мкм для углеродной матрицы и ~5 мкм для металлической).…”

“…После выемки на воздух в поверхностных слоях плиток толщиной около 2 мкм было обнаружено значительное количество дейтерия, бора, углерода, кислорода и металлов [7].…”

“…Механизмы разрушения графитов при облучении интенсивными потоками плазмы были исследованы на установках МК-200 и КСПУ [6]. Морфологические, композиционные изменения и структурно-фазовые превращения в плазмоконтактирующих материалах токамака Глобус-М были рассмотрены в работах [7][8][9].…”

Coating stainless steel with diamond-like carbon using the hot filament chemical vapor deposition system, and its effects on fusion devices

“…These analyses confirm a successful growth of DLC layer on a S.S.316l substrate. Raman spectroscopy is an effective technique for the characterization of DLC structure due to its availability and non-destructive nature (27,28). The Raman spectra of the DLC deposited films, measured by 532 nm excitation wave length of Nd: YLF laser are shown in Figure 2.…”