ИСТИНА

ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ ПРОТОТИПОВ ВОЛЬФРАМОВЫХ ФРАГМЕНТОВ ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ ДИВЕРТОРА ИТЭР В РАБОЧИХ РАЗРЯДАХ ТОКАМАКА Т-10 С ПОМОЩЬЮ ДВУХСПЕКТРАЛЬНОГО ПИРОМЕТРА И.И. Архипов, *С.А. Грашин, **А.В. Воронин, **А.А. Капралов, **П.А.Чирков ИФХЭ РАН им. А.Н. Фрумкина, Москва, Россия, e-mail: igor_arkhipov_54@mail.ru *НИЦ «Курчатовский институт», Москва, Россия, e-mail: Grashin_SA@nrcki.ru **ФТИ им. А.Ф. Иоффе, Санкт-Петербург, Россия, e-mail: voronin.mhd@mail.ioffe.ru Обращенное к плазме вольфрамовое защитное покрытие дивертора ИТЭР будет испытывать высокие тепловые нагрузки. В ЭЛМах они могут достигать 3.5 ГВт/м2. Кроме того, материал подвергается воздействию интенсивных потоков ускоренных частиц (D, T, Не). Такие комплексные нагрузки могут приводить к плавлению и эрозии вольфрама [1]. Для того чтобы избежать нежелательных изменений морфологии и физико-химических свойств покрытия, необходимо контролировать температуру его поверхности. Для этой цели можно использовать методы оптической пирометрии, которые позволяют удаленно измерять температуру поверхности контактирующей с плазмой [2]. В рамках изучения влияния лимитеров изготовленных из вольфрама на параметры плазмы токамака Т-10, были проведены эксперименты по высокоинтенсивному облучению прототипа фрагментов защитного покрытия дивертора ИТЭР в периферической плазме токамака Т-10. Для этой цели на подвижный ввод был установлен образец вольфрама 20×20×6 мм3, изготовленный в НИИЭФА им. Д.В. Ефремова (г. Санкт-Петербург). Ввод позволял менять положение образца относительно центра плазмы, тем самым изменяя тепловую и корпускулярную нагрузку на образец. Для изучения перепыления материала, на держателе образца были закреплены пластины из сапфира и кварца, а сам образец предварительно взвешен. Измерение тока осуществлялось с помощью изолированного зонда, расположенного на одном уровне с лицевой поверхностью образца. Для измерения температуры использовался двухспектральный ИК пирометрический сенсор на фотодиодной сэндвич-структуре, изготовленный в ФТИ им. А.Ф. Иоффе (г. Санкт-Петербург). Тепловое излучение от нагретого образца фокусировалось с помощью линзы на фотодиоды сенсора, который крепился с внешней стороны камеры токамака. Чувствительность пирометра позволяла проводить измерение интенсивности теплового излучения с поверхности площадью ≈2 см2 на расстоянии ≈2 м в диапазоне температур 100-3500 °С. Ранее, в работе [3], выполненной на токамаке Т-10 было показано, что после примерно 400 разрядов со срывом, на вольфрамовых лимитерах (как рельсовом, так и кольцевом) обнаружены зоны оплавления, сильная эрозия, а так же формирование трещин. В наших экспериментах, образец вводился в плазму глубже (на 2-5 см), чем располагались лицевые поверхности лимитеров. Поэтому, несмотря на небольшое время экспозиции (несколько десятков разрядов) он так же подвергся частичному оплавлению и значительной эрозии. В работе проведено сопоставление изменения температуры в рабочих разрядах токамака Т-10 с теми повреждениями, которые были обнаружены на образце. На основании зондовых измерений дана оценка тепловых потоков приходящих на лицевую поверхность образца, а так же сделан вывод об оптимальных условиях эксплуатации вольфрамовых защитных покрытий дивертора ИТЭР. Литература. [1]. Pitts R.A., Carpentier S., Escourbiac F., et al., J. Nucl. Mater., 438 (2013) 48. [2]. Tanaka H., Sawai S., Morimoto K., Hisano K., Int. J. Thermophys., 21 (4) (2000) 927. [3]. Budaev V.P., Martynenko Y., et al., Nuclear Materials and Energy, 12 (2017) 418.