Измерение характеристик мелкозернистого графита – материала первой стенки Токамака Т-15МД

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В работе изучены характеристики мелкозернистого графита, который будет использован в качестве материала контактирующих с плазмой элементов Токамака Т-15МД. Измерены плотность и пористость, температуропроводность и теплопроводность, размеры кристаллических зерен и количество примесей в графите. Результаты измерений сравнивали с соответствующими характеристиками образцов графита МПГ-6, МПГ-7 и МПГ-8. Определены характер удержания изотопов водорода и метана в графите и условия их десорбции в зависимости от температуры предварительного отжига, его продолжительности, времени выдержки отожженных образцов в атмосферном газе при нормальных условиях. Рассмотрено также влияние облучения ионами дейтерия различных энергий на закономерности захвата и десорбции водорода. Во всех случаях обращали внимание на влияние экспериментальных условий на удержание и десорбцию водорода, оставшегося в графите со времени его производства и захваченного при пребывании в атмосфере. На основе полученных данных и с учетом ожидаемых условий в камере Токамака Т-15МД выявлены оптимальные условия отжига графита, поступающего от производителя, и определяются температуры контактирующих с плазмой элементов токамака, способствующих удаление водорода из графитовой облицовки.

Об авторах

Л. Б. Беграмбеков

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Email: np9293@my.bristol.ac.uk
Россия, 115409, Москва

Н. А. Пунтаков

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Автор, ответственный за переписку.
Email: np9293@my.bristol.ac.uk
Россия, 115409, Москва

А. А. Айрапетов

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Email: np9293@my.bristol.ac.uk
Россия, 115409, Москва

А. В. Грунин

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Email: np9293@my.bristol.ac.uk
Россия, 115409, Москва

С. С. Довганюк

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Email: np9293@my.bristol.ac.uk
Россия, 115409, Москва

А. М. Захаров

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Email: np9293@my.bristol.ac.uk
Россия, 115409, Москва

Н. О. Саввин

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Email: np9293@my.bristol.ac.uk
Россия, 115409, Москва

С. А. Грашин

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: np9293@my.bristol.ac.uk
Россия, 123182, Москва

И. И. Архипов

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН

Email: np9293@my.bristol.ac.uk
Россия, 119071, Москва

Список литературы

  1. Федорович С.Д., Карпов А.В., Бубаев В.П., Грашин С.А., Губкин М.К., Слива А.П., Мартыненко Ю.В., Марченков А.Ю., Лукашевский М.В., Заклецкий З.А., Васильев Г.Б., Рогозин К.А., Чан Куанг В. // Физика плазмы. 2021. Т. 47. Вып. 4. С. 316. https://doi.org/10.31857/S0367292121030069
  2. Хвостенко П.П., Анашкин И.О., Бондарчук Э.Н., Инютин Н.В., Крылов В.А., Левин И.В., Минеев А.Б., Соколов М.М. // ВАНТ. Серия: Термоядерный синтез. 2019. Т. 42. № 1. С. 15. https://doi.org/10.21517/0202-3822-2019-42-1-15-38
  3. Maruyama K., Jacob W., Roth J. // J. Nucl. Mater. 1999. V. 264. P. 56. https://doi.org/10.1016/S0022-3115(98)00481-4
  4. Winter J., Gebauer G.J. // J. Nucl. Mater. 1999. V. 266–269. P. 228. https://doi.org/10.1016/S0022-3115(98)00526-1
  5. Rubel M., Cecconello M., Malmberg J.A., Sergienko G., Biel W., Drake J.R., Hedqvist A., Huber A., Philipps V. // Nucl. Fusion. 2001. V. 41. P. 1087. https://doi.org/10.1088/0029-5515/41/8/312
  6. Philipps V., Wienhold P., Kirschner A., Rubel M. // Vacuum. 2002. V. 67. P. 399. https://doi.org/10.1016/S0042-207X(02)00238-5
  7. Zhitlukhin A., Klimov N., Landman I., Linke J., Loarte A., Merola M., Podkovyrov V., Federici G., Bazylev B., Pestchanyi S., Safronov V., Hirai T., Maynashev V., Levashov V., Muzichenko A. // J. Nucl. Mater. 2007. V. 363–365. P. 301. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2007.01.027
  8. Будаев В.П. // ВАНТ. Серия: Термоядерный синтез. 2015. Т. 38. № 4. С. https://doi.org/10.21517/0202-3822-2015-38-4-5-33
  9. Budaev V.P., Khimchenko L.N. // Physica A. 2007. V. 382. P. 359.
  10. Federici G., Skinner C.H., Brooks J.N., Coad J.P., Grisolia C., Haasz A.A., Hassanein A., Philipps V., Pitcher C.S., Roth J., Wampler W.R., Whyte D.G. // Nucl. Fusion. 2001. V. 41. P. 1967. https://doi.org/10.1088/0029-5515/41/12/218
  11. Linke J. // Phys. Scr. 2006. V. 45. P. T123. https://doi.org/10.1088/0031-8949/2006/T123/006
  12. Иванов Б.В., Ананьев С.С. ВАНТ. Серия: Термоядерный синтез. 2021. Т. 44. № 4. С. 5.
  13. Жмуриков Е.И., Бубненков И.А., Дремов В.В., Самарин С.И., Покровский А.С., Харьков Д.В. Графит в науке и ядерной технике. Новосибирск: Издательство Сибирского отделения РАН, 2013. 193 с.
  14. Сковорода А.А., Спицын А.В., Петров В.С., Полунина А.А., Провоторов М.В., Трушкова Т.Н. // Вопросы атомной науки и техники. Серия Термоядерный синтез. 2008. № 3. С. 61. http://vant.iterru.ru/vant_2008_3/4.pdf
  15. Визгалов И.В. и др. // Атомная энергия. 1990. Т. 69. № 3. С. 187. http://elib.biblioatom.ru/text/atomnaya-energiya_t69-3_1990/go,60/.
  16. Нищев К.Н., Новопольцев М.И., Беглов В.И., Окин М.А., Лютова Е.Н. // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Физико-математические науки. 2015. № 4. Вып. 36. С. 101. https://izvuz_fmn.pnzgu.ru/files/izvuz_fmn.pnzgu.ru/10(5).pdf.
  17. Айрапетов А.А., Беграмбеков Л.Б., Довганюк С.С., Каплевский А.С. // Поверхность. Рентген., синхротр., и нейтрон. исслед. 2018. № 6. С. 48. https://doi.org/10.7868/S0207352818060100
  18. Рогайлин М.И., Чалых Е.Ф.: Справочник по углеграфитовым материалам. Л.: Химия, 1974. 208 с.
  19. Станкус С.В., Савченко И.В., Агажанов А.Ш., Яцук О.С., Жмуриков Е.И. // ТВТ. 2013. Т. 51. № 2. С. 205. https://doi.org/10.1134/S0018151X13010173
  20. Baranov V.G., Devyatko Y.N., Tenishev A.V., Khlunov A.V., Khomyakov O.V. // Inorg. Mater. Appl. Res. 2010. V. 1. № 2. P. 167. https://doi.org/10.1134/S2075113310020164
  21. Жмуриков Е.И., Савченко И.В., Станкус С.В., Tecchio L. // Вестн. НГУ. Сер. Физика. 2011. Т. 6. № 2. С. 77.
  22. http://www.phys.nsu.ru/vestnik/catalogue/2011/02/ Vestnik_NSU_11T6V2_p77_p84.pdf.
  23. Уббелоде А.Р., Льюис Ф.А. Графит и его кристаллические соединения. М.: Мир, 1965. 256 с.
  24. Cezairliyan A., Righini F. // Rev. Int. Hautes Temp. Refract. 1975. V. 12. № 2. P. 124.
  25. Канель Г.И., Безручко Г.С., Савиных А.С., и др. // ТВТ. 2010. Т. 48. № 6. С. 845. https://doi.org/10.1134/S0018151X10060064
  26. Чиркин В.С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники. Справочник. Атомиздат, 1968. 484 с.
  27. Taylor R.E., Groot H. // High Temp. High Press. 1980. V. 12. P. 147.
  28. Ayrapetov A.A., Begrambekov L.B., Dovganyuk S.S., Grunin A.V., Kaplevskiy A.S., Puntakov N.A. // J. Phys.: Conf. Ser. 2018. V. 1058. P. 012002. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1058/1/012002
  29. Begrambekov L.B., Ayrapetov A.A., Sadovskiy Ya.A., Shigin P.A. // J. Phys.: Conf. Ser. 2016. V. 669. P. 012003. https://doi.org/10.1088/1742-6596/669/1/012003
  30. Веселовский В.С. Угольные и графитовые конструкционные материалы. М.: Наука, 1966.
  31. Airapetov A., Begrambekov L., Brosset C., Gunn J.P., Grisolia C., Kuzmin A., Loarer T., Lipa M., Monier-Garbet P., Shigin P., Tsitrone E., Zakharov A. // J. Nucl. Mater. 2009. V. 390–391. P. 589. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2009.01.118

Дополнительные файлы


© Л.Б. Беграмбеков, Н.А. Пунтаков, А.А. Айрапетов, А.В. Грунин, С.С. Довганюк, А.М. Захаров, Н.О. Саввин, С.А. Грашин, И.И. Архипов, 2023