Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Beryllium Phun Plasma trên Cơ Sở Thô Macro cho Ứng Dụng Flux Nhiệt Cao trong Lò Phản Ứng Nhiệt Hạch
Tóm tắt
Sự phát triển của các thành phần tiếp xúc plasma của bức tường đầu tiên (FW) bằng beryllium cho các thí nghiệm nhiệt hạch giam giữ từ tính trong tương lai, như lò phản ứng thí nghiệm nhiệt hạch quốc tế (ITER), là một chủ đề rất quan trọng khi nghiên cứu về các nguồn năng lượng lâu dài ngày càng cấp bách. Các thành phần FW phải có khả năng tồn tại trong môi trường plasma khắc nghiệt trong một khoảng thời gian dài. Một phương pháp được đề xuất cho việc sản xuất ban đầu và sửa chữa các thành phần FW là phun plasma. Các mô hình thử nghiệm bằng beryllium được phun plasma trước đây đã gặp phải hiện tượng tách lớp phủ khỏi nền tại các cạnh. Công trình hiện tại mô tả các thí nghiệm sản xuất các thành phần FW mô hình bằng beryllium thông qua quá trình lắng đọng phun plasma trên các bề mặt macro-thô. Các tham số thí nghiệm, thử nghiệm dòng nhiệt cao và kết quả định tính từ các thành phần được trình bày. Không phát hiện hiện tượng tách lớp phủ khỏi nền. Kết quả thử nghiệm dòng nhiệt cao dưới tác động của bức xạ chùm electron cho thấy hiệu suất vượt xa yêu cầu đối với các thành phần FW của ITER. Sự khác biệt trong đặc điểm macro-thô dẫn đến những thay đổi về ngưỡng nhiệt lượng hấp thụ trước khi xảy ra hư hỏng cho các lớp phủ.
Từ khóa
#Plasma #Beryllium #Thí nghiệm Nhiệt Hạch #Lò Phản Ứng #Flux Nhiệt Cao #Phun PlasmaTài liệu tham khảo
“Technical Basis for ITER Final Design”, G A0 FDR 1 01-07-13 R1.0, International Atomic Energy Agency, Vienna, Austria. Also available at www.ITER.org
Smith M.F., Watson R.D., McGrath R.T., Croessman C.D., Whitley J.B., Causey R.A. (1990) Concept for a Beryllium Divertor with In-Situ Plasma Spray Surface Regeneration. J. Nucl. Mater. 171:158-164
Castro R.G., Stanek P.W., Elliott K.E. (1996) The Structure, Properties and Performance of Plasma-sprayed Beryllium for Fusion Applications. Phys. Scr. T64:77-83
Castro R.G., Elliott K.E., Watson R.D., Youchison D.L., Slattery K.T. (1998) Fabrication and High Heat Flux Testing of Plasma Sprayed Beryllium ITER First Wall Mock-ups. J. Nucl. Mater. 258-263:252-257
Kuroda S., Clyne T.W. (1991) The Quenching Stress in Thermally Sprayed Coatings. Thin Solid Films 200:49-66
Ingham H.S., Shepard A.P. (1964) Flame Spray Handbook, Vol. 1. Metco Inc., New York, p A9-A32
James D.H. (1984) A Review of Experimental Findings in Surface Preparation for Thermal Spraying. J. Mech. Work. Technol. 10:221-232
Bordeaux F., Saint Jacques R.G., Moreau C., Dallaire S., Lu J. (1992) Thermal Shock Resistance of TiC Coatings Plasma Sprayed onto Macroroughened Substrates. Surf. Coat. Technol. 53:49-56
W. Mallener, Tungsten Coatings for Divertor Wings, Thermal Spray 2001: New Surfaces for a New Millennium, C.C. Berndt, K.A. Khor, and E.F. Lugscheider, Eds., May 28-30, 2001 (Singapore), ASM International, 2001, p 55-60
J.L. Smialek, Improved Oxidation Life of Segmented Plasma Sprayed 8YSZ Thermal Barrier Coatings, Thermal Spray 2003: Advancing the Science & Applying the Technology, Vol. 2, B.R. Marple and C. Moreau, Eds., May 5-8, 2003 (Orlando, FL), ASM International, 2003, p 1463-1470
Public domain NIH Image program developed at the U.S. National Institutes of Health, http://rsb.info.nih.gov/nih-image/
R. Duwe, W. Kühnlein, and H. Münstermann, The New Electron Beam Facility for Materials Testing in Hot Cells-Design and Preliminary Experience, Fusion Technology 1994, Proceedings of the 18th Symposium on Fusion Technology (SOFT), Vol. 1, K. Herschbach, W. Maurer, and J.E. Vetter, Eds., Aug 22-26, 1994 (Karlsruhe, Germany), Elsevier, 1995, p 355-358
D.L. Youchison, J.M. McDonald, and L.S. Wold, High Heat Flux Testing Capabilities at Sandia National Laboratories, New Mexico, HTD-vol. 301, Heat Transfer in High Heat Flux Systems, A.M. Khounsary, Ed., ASME Book No. G00956, 1994
Castro R.G., Bartlett A.H., Hollis K.J., Field R.D. (1997) The Effect of Substrate Temperature on the Thermal Diffusivity and Bonding Characteristics of Plasma Sprayed Beryllium. Fusion Eng. Des. 37:243-252
R.A. Anderl, R.J. Pawelko, G.R. Smolik, and R.G. Castro, “Steam Chemical Reactivity of Plasma-Sprayed Beryllium”, Idaho National Engineering and Environmental Laboratory Report INEEL/CON-98-00019, 1998
C.H Cadden, W.D. Bonivert, B.C. Odegard, and R.D. Watson, Beryllium-Copper Joining Techniques for Use on Plasma-Facing Components, SOFE ‘95: Seeking a New Energy Era: Symposium on Fusion Engineering, G.H. Miley and C. Elliott, Eds., Sept. 30-Oct 5, 1995 (Champaign, IL), IEEE, 1996, p 377-380