HT_7U第一壁材料在HT_7装置中的辐照实验研究.pdfVIP

第 22 卷 第 2 期 核 聚 变 与 等 离 子 体 物 理 Vol . 22 , No . 2 2 0 0 2 年 6 月 Nuclear Fusion and Plasma Physics June 2 0 0 2 ( ) 文章编号 :0254 - 6086 2002 02 - 0105 - 06 HT7 U 第一壁材料在 HT7 装置中 的辐照实验研究 陈俊凌 , 李建刚 , 辜学茂 , 张晓东 , 梁荣庆 , 王小明 ( 中国科学院等离子体物理研究所 , 合肥 230031) 　　摘 　要 :把为 HT7U 装置开发的系列碳基面对等离子体材料及其比对样品安装在样品架上 ,通过磁力传送机 构送入 HT7 装置刮削层中进行辐照实验研究 。经过若干次等离子体放电实验后 ,取出样品进行表面形貌 、表面元 素成分及深度分布的 X 射线光电子能谱分析 。结果发现 ,碳石墨材料的掺杂改性和抗等离子体溅射腐蚀的B C/ 4 SiC 梯度功能涂层可以有效地提高其抗等离子体轰击的能力 。 关键词 : 第一壁材料 ; 刮削层 ; 辐照 中图分类号 :TL62 + 8 　　　　　　　　文献标识码 :A 1 　引言 2 　HT7 超导托卡马克辐照实验 在磁约束聚变装置中,为减小杂质引起的等离 21 　实验系统 子体能量的辐射损失 ,需要采用低 Z ( ) HT7 是个中等尺寸带限制器位形的铁芯超导 原子序数 材 ( ) 料作为面对等离子体的材料 PFM 。碳基材料以其 托卡马克装置 ,其主要参数为 :大半径 R = 1. 22m , 高熔点和在高温下优良的热物理和力学性能而被广 小半径 a = 0. 285m , 等离子体 电流 I P = 100 ～ 泛应用[ 1] 。但纯碳基材料存在化学溅射 、辐射增强 250kA , 线平均密度 ne = ( 1 ～ 6) ×1019m- 3 , 电子温 升华损失大的缺点 ,使得纯碳基材料作为 PFM 的使 度 Te = 600 ～ 1200eV , 离子温度 Ti = 300 ～800eV , 用受到很大的限制[2 ] 。而 B 、Si 、Ti 等陶瓷组元掺杂 B T = 1 ～ 2 . 2T ,不锈钢 内衬的半径为 032m ,有两 改性的新型碳/ 陶复合材料以及一些抗等离子体溅 个极向固定 Mo 限制器和一个活动 Mo 限制器 。我 射腐蚀的梯度功能涂层可以有效地提高碳基材料的 们将需要辐照的样品安装在样品架上 ,样品架如图 抗溅射性能[3 ] 。聚变装置中 PFM 的损伤主要是由 1 和图2 所示 。再将样品架安装在送样机构上 。送 离子 、电子 、光子和中子的综合作用引起的[4 ] 。托卡 样系统由磁力传动机构及真空联锁机构组成 。这样 马克装置中的等离子体辐照实验可为发展新型 PFM 我们可以在不破坏主放电室真空的条件下将样品送 提供很好的综合评价手段 ,我们将几种很有希望的 入装置内进行辐照实验 ,或将样品退出真空室 。 样品送入 HT7 装置中进行辐照实验 , 以期了解碳基