Stainless steel performance under ITER-relevant mitigated disruption photonic heat loads

Климов, Н. С.; Linke, J.; Pitts, R.A.; Zhitlukhin, A.M.; Коваленко, Д. В.; Podkovyrov, V. L.; Barsuk, V.A.; Thomser, C.; Pintsuk, G.; Базылев, Б.; Giniyatulin, R.; Budaev, V.P.; Khimchenko, L. N.

doi:10.1016/j.jnucmat.2013.01.036

Cited by 32 publications

(18 citation statements)

References 6 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Since h m is of order tens of microns, but k RT /6 $ 1.5 mm, the instability cannot produce significant droplet expulsion and would instead be expected to lead to the formation of a ''wavy'' profile of the resolidified surface with wavelength on the order of a few mm. This is in fact precisely what was found in photon flash exposure tests of SS samples in the TRINITI QSPA facility [8]. In this case, the event numbers were far lower ($150) than in the e-beam tests described here in Section 3.1 and in addition were created by uniform, simultaneous transient erosion of small disc samples (as opposed to e-beam scanning).…”

Section: Melt Layer Splashingsupporting

confidence: 78%

See 1 more Smart Citation

Final case for a stainless steel diagnostic first wall on ITER

Pitts

Базылев

Linke

et al. 2015

Journal of Nuclear Materials

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Section: Melt Layer Splashingsupporting

confidence: 78%

“…At an F HF $ 13 MJ m À2 s À1/2 , SS will melt, compared with $28 MJ m À2 s À1/2 for Be [8]. It is therefore clear that TQ photon flash energy transients associated with MGI mitigated disruptions at full performance in ITER can easily melt SS surfaces.…”

Section: Disruption Heat Load Specificationsmentioning

confidence: 99%

Final case for a stainless steel diagnostic first wall on ITER

Pitts

Базылев

Linke

et al. 2015

Journal of Nuclear Materials

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

“…При этом расчёты, приведённые в [12], показывают, что п о-сле воздействия с тепловой нагрузкой Q = 0,5 МДж/м 2 расплав нержавеющей стали полностью за-стывает за время ~200 мкс. Поэтому для дальнейших оценок Δt принималось равным времени плаз-менного воздействия (~600 мкс).…”

Section: результаты эксперимента с двухкомпонентной мишеньюunclassified

Movement of Melt Metal Layer Under Conditions Typical for Transient Events in Iter

Poznyak¹,

Safronov²,

Zybenko³

2016

PAST-TF

View full text Add to dashboard Cite

В процессе работы ИТЭР защитные покрытия дивертора и первой стенки будут подвергаться воздействию значительных плаз-менно-тепловых нагрузок, что повлечёт их интенсивную эрозию. Одним из основных механизмов разрушения металлических покрытий является уменьшение их толщины за счёт переноса расплавленного слоя по поверхности. Для создания и проверки теоретических моделей движения расплава необходимы соответствующие экспериментальные данные. В представленной ста-тье описываются эксперименты, в ходе которых металлические мишени подвергались облучению плазмой на квазистационар-ном сильноточном плазменном ускорителе КСПУ-Т. Полученные данные позволили определить скорость и ускорение расплава на различных расстояниях от оси плазменного потока. Показано, что сила, обеспечивающая радиальное движение расплавлен-ного металлического слоя, создаёт ускорение масштаба 1000 g. Такое ускорение не может быть обусловлено градиентом давле-ния, создаваемым плазмой на поверхности мишени. Для исследования движения расплава под действием известной силы был проведён эксперимент с вращающейся мишенью. Действие центробежной и кориолисовой сил привело к появлению на поверх-ности металла изогнутых вытянутых струй. Кроме того, изменился профиль поверхности: в центральной части кратера эрозии исчезает возвышение, характерное для неподвижных мишеней. Полученные экспериментальные данные позволяют выявить закономерности течения расплава, что необходимо для проверки моделей движения расплавленного слоя.Ключевые слова: ИТЭР, дивертор, эрозия материалов, плазменные ускорители. During operation of ITER the divertor and first wall protective coatings will be exposed to significant plasma heat loads which may cause a huge erosion. One of the major failure mechanisms of metallic armor is diminution of their thickness due to the melt layer displacement. New experimental data are required in order to develop and validate physical models of melt layer movement. The paper presents the experiments where metal targets were irradiated by plasma stream at quasi-stationary plasma accelerator QSPA-T. The obtained data allow to determine a velocity and acceleration of the melt layer at various distances from the plasma stream axis. The force causing radial movement of the melt layer is shown to create an acceleration in order of magnitude 1000 g. The pressure gradient is not able to create such a large acceleration. To investigate melt layer movement under known force the experiment with rotating target was carried out. Influence of centrifugal and Coriolis forces leads to appearance of curved elongated waves on the surface. The surface profile has been changed: there is no hill in the central part of the erosion crater in contrast to non-rotating target. The obtained experimental data clarify the dependencies in the melt motion that are required for development of theoretical models. MOVEMENT OF MELT METAL LAYER UNDER CONDITIONS TYPICAL FOR TRANSIENT EVENTS IN ITERKey words: ITER, divertor, material erosion, plasma accelerators. ВВЕДЕНИЕИзвестно, что защитные плас...

show abstract

“…In the present work QSPA-T was used for providing photonic heat loads relevant to ITER mitigated disruption. On QSPA-T powerful photonic radiation is generated by braking an argon-doped hydrogen plasma flow on a solid target [2]. A significant part of the plasma energy transforms to photonic energy as a result of this process.…”

Section: Photonic Heat Load Experiments On Qspa-t Experimental Schemmentioning

confidence: 99%

“…The previous stage of this investigation [2] was concerned with the behavior of ITER-grade stainless steel (316L(N)-IG) on the diagnostic first wall (DFW) under photonic heat loads. The primary attention of the present work is focused on the following points: (a) bulk beryllium (Be) performance under photon flash heating; (b) behavior of the reduced-activation ferritic-martensitic steels (RAFMS) under photon flash heat loads; (c) behavior of the deposited erosion products of the plasma facing materials (tungsten, beryllium, and graphite based materials) under photonic radiation of the plasma.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%