Results of High Heat Flux Tungsten Divertor Target Tests Under Iter and Reactor Tokamak-Relevant Plasma Heat Loads (Review)

Abstract

Тепловые нагрузки на вольфрамовые мишени дивертора в ИТЭР и токамаках реакторного масштаба в стационарной стадии DT-разряда будут достигать ~10 МВтм −2 , а при срывах плазмы и ЭЛМах импульсные кратковременные нагрузки будут увеличиваться до ~0,6-3,5 ГВтм −2. В обзоре изложены результаты исследований поведения вольфрама при таких плазменнотепловых нагрузках. Основное внимание уделяется описанию микроструктуры поверхности, рекристаллизации и морфологии трещин мишени. Наблюдаются плавление и растрескивание вольфрама, капельная эрозия, формирование неоднородных и пористых слоёв на поверхности материала. Обсуждается формирование вольфрамовой пыли субмикронного размера и влияние неоднородной вольфрамовой поверхности на взаимодействие плазма-стенка. Отмечается необходимость дополнительных испытаний и изучения стойкости вольфрама в условиях повышенных импульсных плазменных нагрузок на диверторные пластины ИТЭР, в том числе при срывах плазмы и ЭЛМах. Ключевые слова: материалы термоядерного реактора, вольфрам, плазменно-тепловые испытания, токамак, ИТЭР.