2025_ Конференция "Взаимодействие плазмы с поверхностью" (XXVIII ; 30-31 января 2025 г.; Москва).

Постоянный URI для этой коллекции

https://openrepository.mephi.ru/handle/123456789/37905

Обзор

Теперь показываю 1 - 17 из 17

Открытый доступ
ВЕРИФИКАЦИЯ И ВАЛИДАЦИЯ КИНЕТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПОВЕРХНОСТИ В КОДЕ FESTIM
(НИЯУ МИФИ, 2025) КУЛАГИН, В. В.; ДЕЛАПОРТ-МАТЮРАН, Р.; ОДИЛЛЬ, Э. А.; ЗИБРОВ, М. С.; Кулагин, Виктор Владимирович
Накопление и транспорт водорода в материалах являются актуальными вопросами во множестве областей исследований, таких как управляемый термоядерный синтез, водородная энергетика, материаловедение и т.д. Численное моделирование динамики водорода в материалах играет важную роль в этих областях, позволяя выполнять прогностические оценки, проверять теоретические модели и строить новые. Для моделирования транспорта водорода в материалах существует множество специализированных программных пакетов (например, TMAP7 [1], MHIMS [2], TESSIM-X [3]) обладающих своими преимуществами и недостатками.
Открытый доступ
АНАЛИЗ АДСОРБЦИИ ПРОТИЯ И ДЕЙТЕРИЯ НА МАТЕРИАЛЫ ТЯУ С ПОМОЩЬЮ ИОННОГО РАССЕЯНИЯ И АТОМОВ ОТДАЧИ
(НИЯУ МИФИ, 2025) НИКИТИН, И. А.; СИНЕЛЬНИКОВ, Д. Н.; ЕФИМОВ, Н. Е.; ГРИШАЕВ, М. В.; Никитин, Иван Андреевич
Одним из ключевых вопросов при создании будущих термоядерных установок является взаимодействие плазмы с поверхностью, которое ведёт, в частности, к накоплению изотопов водорода в обращённых к плазме элементах. Существуют строгие ограничения на допустимое количество накопленного трития, что связано с требованиями безопасности. Это приводит к необходимости развития различных методик анализа поверхности.
Открытый доступ
КОРРЕЛЯЦИЯ НАКОПЛЕНИЯ ДЕЙТЕРИЯ СО СТРУКТУРОЙ W и W-Cr-Y
(НИЯУ МИФИ, 2025) ОГОРОДНИКОВА, О. В.; АРУТЮНЯН, З. Р.; УМЕРЕНКОВА, А. С.; НИКИТИН, А. А.; ГАСПАРЯН, Ю. М.; Умеренкова, Анастасия Сергеевна; Огородникова, Ольга Вячеславовна; Никитин, Александр Александрович; Арутюнян, Зорий Робертович
Ключевой проблемой в создании реактора термоядерного реактора (ТЯУ) является разработка надежных материалов, взаимодействующих с плазмой. Одними из перспективных материалов для применение в термоядерной энергетике являются cамопассивируемые дисперсно-упрочненные оксидами иттрия «умные» вольфрамовые сплавы W-10%Cr-0,5%Y, разработанные в качестве потенциального материала, взаимодействующего с плазмой, для демонстрационной термоядерной электростанции DEMO, в которых наноразмерные оксидные включения равномерно распределены на границах зерен, а хром находится в растворенном состоянии в матрице металла [1-2]. Эти сплавы устойчивы к окислению и технологическим выбросам радиоактивного трития в случае аварии с утечкой теплоносителя и попадании воздуха в систему охлаждения. Накопление изотопов водорода влияет на термомеханические свойства материалов, топливный баланс в реакторе, контроль плотности плазмы, а также является проблемой с точки зрения безопасности и экономики (запас трития ограничен). Так как тритий является радиоактивным, то контроль за его накоплением в стенках ТЯУ имеет первостепенное значение с точки зрения безопасности. Накопление трития не должно превышать 700 г по нормам безопасности [3]. В данной работе исследуется накопление дейтерия в исходном W-Cr-Y сплаве и сплавах, отоженных при 1273 и 1473 К по сравнению с поликристаллическим и нанокристаллическим вольфрамом. Проведено всестороннее исследование (i) микро- и нано- структуры материалов с помощью просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ), энергодисперсионной рентгеновской спектрометрии (EDXS), атомно-зондовой томографии (APT) и наноиндентирования, и (ii) удержания дейтерия с помощью термодесорбционной спектроскопии (TDS) до и после отжига сплава при температурах 1273 и 1473 К, а также чистого вольфрама с разной структурой.
Открытый доступ
АНАЛИЗ НАКОПЛЕНИЯ ИЗОТОПОВ ВОДОРОДА В ПЕРВОЙ СТЕНКЕ ТОКАМАКА ГЛОБУС-М2 МЕТОДАМИ ЛАЗЕРНО-ИНДУЦИРОВАННОЙ АБЛЯЦИИ И ЛАЗЕРНО-ИСКРОВОЙ ЭМИССИОННОЙ СПЕКТРОСКОПИИ
(НИЯУ МИФИ, 2025) ШУБИНА, Е. В.; МЕДВЕДЕВ, О. С.; ГРИШАЕВ, М. В.; РАЗДОБАРИН, А. Г.; ЕЛЕЦ, Д. И.; МИРОШНИКОВ, И. В.; ФИЛИППОВ, С. В.; ГАСПАРЯН, Ю. М.; Гаспарян, Юрий Микаэлович; Елец, Денис Игоревич; Гришаев, Максим Валерьевич; Медведев, Олег Сергеевич
Изучение накопления изотопов водорода в первой стенке и диверторе токамака имеет критическое значение для термоядерного синтеза и безопасной эксплуатации реакторов будущего поколения [1, 2]. Тритий, как радиоактивный изотоп водорода, требует особого контроля в процессе работы реактора. Детальное отслеживание накопления трития в системах токамака необходимо, поскольку это влияет на баланс изотопов и эффективность термоядерных реакций.
Открытый доступ
ЗАХВАТ И ПРОНИКНОВЕНИЕ ДЕЙТЕРИЯ СКВОЗЬ МАЛОАКТИВИРУЕМУЮ АУСТЕНИТНУЮ ХРОМОМАРГАНЦЕВУЮ СТАЛЬ, ПЕРВЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
(НИЯУ МИФИ, 2025) ГОЛУБЕВА, А. В.; ШИШКОВА, Т. А.; ПЕРСИАНОВА, А. П.; СТЕПАНОВ, Н. О.; АЛЁШИН, А. Е.; КОЗЛОВ, Д. А.; ЧЕРКЕЗ, Д. И.; ЛИТОВЧЕНКО, И. Ю.; ЧЕРНОВ, В. М.
Материал вакуумной камеры термоядерного реактора ИТЭР – аустенитная никелевая сталь SS316L-IG. Недостаток сталей этого класса – высокая активация и длительный спад наведённой активности после облучения нейтронами. До недавних пор в качестве материалов камер термоядерных реакторов следующих поколений рассматривали в основном малоактивируемые ферритно-мартенситные стали. Основной недостаток этих материалов заключается в их магнитных свойствах, что может создать сложности при их использовании в установках с сильным магнитным полем.
Открытый доступ
ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЗАХВАТА ГАЗА В ТВЕРДОЕ ТЕЛО С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДОВ МАШИННОГО ОБУЧЕНИЯ ДЛЯ ЗАДАЧ ЛАЗЕРНО-ИНДУЦИРОВАННОЙ ДЕСОРБЦИОННОЙ ДИАГНОСТИКИ
(НИЯУ МИФИ, 2025) СТЕПАНЕНКО, А. А.; ГАСПАРЯН, Ю. М.; Степаненко, Александр Александрович; Гаспарян, Юрий Микаэлович
Дистанционный контроль локального содержания газа в конструкционных элементах установки — один из элементов обеспечения радиационной безопасности на термоядерном реакторе ИТЭР [1]. К неразрушающим методам контроля содержания трития в стенке реактора относится метод лазерно-индуцированной десорбционной диагностики, заключающийся в локальном нагреве поверхности обращенных к плазме материалов реактора импульсами лазерного излучения с последующим измерением полного числа десорбированных из мишени атомов [2]. Основной сложностью метода является ограниченность объема диагностических данных, требующая применения методов машинного обучения для обработки данных экспериментальных наблюдений.
Открытый доступ
КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ СОДЕРЖАНИЯ ИЗОТОПОВ ВОДОРОДА В МАТЕРИАЛАХ ПЕРВОЙ СТЕНКИ ТОКАМАКА МЕТОДОМ ОПТИЧЕСКОЙ СПЕКТРОСКОПИИ ПЕННИНГОВСКОГО РАЗРЯДА
(НИЯУ МИФИ, 2025) МЕДВЕДЕВ, О. С.; ШУБИНА, Е. В.; РАЗДОБАРИН, А. Г.; ГРИШАЕВ, М. В.; ЕЛЕЦ, Д. И.; МИРОШНИКОВ, И. В.; ГАСПАРЯН, Ю. М.; Медведев, Олег Сергеевич; Елец, Денис Игоревич; Гришаев, Максим Валерьевич; Гаспарян, Юрий Микаэлович
В термоядерных установках, таких как ITER, предусмотрены режимы работы с использованием в качестве топлива дейтерий-тритиевой (D-T) смеси. Изотопы водорода имеют свойство накапливаться в контактирующих с плазмой конструкционных материалах термоядерных установок – первой стенке и диверторе. Захват термоядерного топлива приводит к следующим негативным эффектам: 1) ограниченный срок эксплуатации реактора, связанный с накоплением радиоактивного трития; 2) возможный выход изотопов из стенок во время разряда, что приводит к нарушению соотношения компонентов топлива; 3) низкая экономическая эффективность [1, 2].
Открытый доступ
01_Взаимодействие плазмы с поверхностью: материалы XXVIII Международной конференции
(НИЯУ МИФИ, 2025)
Сборник содержит материалы докладов, представленных на ежегодно проводимую в НИЯУ МИФИ XXVIII Международную конференцию по взаимодействию плазмы с поверхностью. Тематика конференции охватывает экспериментальные и теоретические исследования взаимодействия плазмы с поверхностью в установках управляемого термоядерного синтеза. Материалы сборника могут быть полезны научным работникам, аспирантам и студентам в научно-исследовательской, учебно-методической и практической работе. Аннотации докладов, входящих в сборник, опубликованы в авторской редакции при минимальной редакционной правке. Материалы получены до 20 января 2025 г.
Открытый доступ
ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЛИТИЙ-БОРНОГО КОМПОЗИТА
(НИЯУ МИФИ, 2025) СЕЛИВАНОВ, Р. А.; КРАТ, С. А.; СОРОКИН, И. А.; ШУВАЛОВ, Д. Ю.; ЗАХАРОВ, В. В.; РУДЕНКО, А. В.; Селиванов, Ростислав Алексеевич; Шувалов, Дмитрий Юрьевич; Сорокин, Иван Александрович; Крат, Степан Андреевич
Разработка новых типов материалов на основе лития и совместимых с ним плазменных покрытий является важной задачей, необходимой для достижения управляемого термоядерного синтеза. Было показано, что композитный бор-литиевый материал (КБЛМ), состоящий из матрицы из борида лития, заполненной металлическим литием, является интересным потенциальным материалом для обращённых к плазме элементов, демонстрирующим поведение капиллярно-пористой системы (КПС) при тепловой нагрузке плазмы [1]. Чтобы проложить путь к его внедрению в термоядерные устройства, сначала необходимо исследовать его физические свойства, такие как тепло- и электропроводность, коэффициент теплового расширения.
Открытый доступ
ОСОБЕННОСТИ ЗАХВАТА И УДЕРЖАНИЯ ВОДОРОДА В СОЕДИНЕНИЯХ, ОБРАЗОВАННЫХ ПРИ ОСАЖДЕНИИ НА ПОВЕРХНОСТЬ МЕТАЛЛОВ АТОМОВ АЛЮМИНИЯ И БОРА, РАСПЫЛЕННЫХ ИОНАМИ АРГОНОВОЙ ПЛАЗМЫ С СООТВЕТСТВУЮЩИХ МИШЕНЕЙ
(НИЯУ МИФИ, 2025) ДОВГАНЮК, С. С.; БЕГРАМБЕКОВ, Л. Б.; РУКИНА, Ю. И.; НАРСКИХ, Е. А.; Рукина, Юлия Игоревна; Нарских, Елена Андреевна; Довганюк, Сергей Сергеевич; Беграмбеков, Леон Богданович
Вопросы накопления и удержания водорода в материалах при осаждении на них поверхностных слоев являются актуальными для термоядерных исследований и плазменных технологий. Ранее было показано [1], что при осаждении алюминия или бериллия на вольфрам на его поверхности образуется слой интерметаллида, в который захватывается большое количество водорода. Выход водорода из интерметаллида происходил при температурах, значительно больших температуры десорбции водорода из соответствующих металлов. В данной работе было предпринято термодесорбционное исследование захвата и удержания водорода в поверхностных соединениях, образованных при осаждении на вольфрам, молибден, железо, никель и сталь 12Х18Н10Т атомов алюминия и бора, распыленных с соответствующих мишеней ионами аргоновой плазмы разряда с накальным катодом.
Открытый доступ
КОМПОЗИТ ВОЛЬФРАМ-СТАЛЬ (WSS) КАК ОСНОВА ДЛЯ КАПИЛЛЯРНО-ПОРИСТЫХ СТРУКТУР: СТРУКТУРА И ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ
(НИЯУ МИФИ, 2025) ПОПОВ, Н. С.; СУЧКОВ, А. Н.; КИРИЛЛОВА, В. О.; ЖАРКОВ, М. Ю.; ВЕРТКОВ, А. В.; Попов, Никита Сергеевич
Капиллярно-пористые структуры (КПС) – наиболее простой способ создания возобновляемого слоя жидкого металла, который пополняется за счет капиллярной силы из резервуара [1]. Жидкий металл, такой как литий, при контакте с плазмой создает экранирующий слой, снижающий тепловую нагрузку на теплонагруженные элементы конструкции. Основой для КПС является сетка из вольфрамовой проволоки, которая крепится к стальному основанию с каналами охлаждения. Однако теплопроводность стали недостаточна для отведения больших потоков тепла. В работе рассмотрена технология изготовления композитных материалов, которая основана на пропитке вольфрамовых КПС расплавом стали. В качестве армирующей основы, обеспечивающей высокую теплопроводность рассмотрена сетка из вольфрамовой проволоки.
Открытый доступ
СИСТЕМНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ ТРИТИЕВОГО ТОПЛИВНОГО ЦИКЛА ТОКАМАКА – СТАЦИОНАРНОГО ТЕРМОЯДЕРНОГО ИСТОЧНИКА НЕЙТРОНОВ
(НИЯУ МИФИ, 2025) АНАНЬЕВ, С. С.; Ананьев, Сергей Станиславович
Для концептуального проектирования установок управляемого термоядерного синтеза необходимо оценивать количество топлива, требуемое для запуска установки, а на этапе технического проектирования установки − сформулировать технические требования к ключевым системам. Количество компонентов топлива (в первую очередь, радиоактивного трития) будет определяться потоками газа через вакуумную камеру установки, изотопным составом этого потока и технологиями, используемыми для обработки газа.
Открытый доступ
ОБЗОР РАБОТ ПО ВЗАИМОДЕЙСТВИЮ ПЛАЗМЫ С ПОВЕРХНОСТЬЮ В НИЯУ МИФИ
(НИЯУ МИФИ, 2025) ГАСПАРЯН, Ю. М.; Гаспарян, Юрий Микаэлович
Выбор материала облицовки обращенных к плазме элементов (ОПЭ) остается одним из наиболее острых вопросов при проектировании термоядерных установок (ТЯУ). В ходе эксплуатации ОПЭ подвергаются экстремальным потокам тепла и частиц, включая нейтроны, образующиеся в термоядерных реакциях, что накладывает жесткие ограничения. В ходе эксплуатации происходит непрерывное распыление и миграция материала по поверхности ОПЭ и в удаленные области. При использовании нескольких материалов облицовки ОПЭ такая миграция приводит к изменению состава поверхности. Может происходить значительная модификация рельефа поверхности, что влияет на взаимодействие с плазмой. Важным свойством стенки является возможность удерживать в себе падающие на поверхность частицы изотопов водорода. По мере увеличения мощности и длительности разрядов контролю обратного потока частиц со стенки необходимо уделять все большее внимание
Открытый доступ
О КОНКУРЕНЦИИ ИЗОТОПОВ ВОДОРОДА В ВОЛЬФРАМЕ
(НИЯУ МИФИ, 2025) ГРИШАКОВ, К. С.; ДЕГТЯРЕНКО, Н. Н.; Дегтяренко, Николай Николаевич; Гришаков, Константин Сергеевич
Вопрос о накопления водорода и, в частности, трития в стенке термоядерного реактора является серьезной проблемой [1]. Достоверных экспериментальных данных о процессах, приводящих к преимущественному накоплению какого-либо изотопа водорода в материалах первой стенки нет. Интерес к вопросу о возможной конкуренции изотопов водорода очевиден. Однако, в литературе проблема рассматривается на уровне феноменологических предположений. Для случая моноизотопного водорода в вольфраме термодинамический подход развит в работах [2,3]. Термодинамика для разных изотопов водорода ранее в литературе не рассматривалась.
Открытый доступ
МЕТОДИКА АНАЛИЗА ЭРОЗИИ СТЕНКИ В ТОКАМАКЕ КТМ
(НИЯУ МИФИ, 2025) КРАТ, С. А.; ЧЕКТЫБАЕВ, Б. Ж.; БАТЫРБЕКОВ, Э. Г.; СОРОКИН, И. А.; ЛУЗАНОВ, В. А.; СОЛАРЕВИЧ, Т.; ДОВГАНЮК, С. С.; ГАСПАРЯН, Ю. М.; ТАЖИБАЕВА, И. Л.; КАШИКБАЕВ, Е. А.; ОЛЬХОВИК, Д. А.; Крат, Степан Андреевич; Довганюк, Сергей Сергеевич; Сорокин, Иван Александрович; Гаспарян, Юрий Микаэлович; Соларевич, Теодора
Предложен метод определения распределения эрозии и осаждения по стенке токамака КТМ на временах от одной экспериментальной кампании. Метод заключается в размещении специальных образцов-маркеров, предварительно покрытых слоем углерода известной толщины, в поверхностях тайлов стенки токамака на время кампании, и измерении толщины маркерных углеродных слоёв после экспериментальной кампании. В качестве образцов используются специальные винты, устанавливаемые заподлицо с поверхностью тайлов в технологические крепёжные отверстия, имеющиеся в каждом тайле стенки, что позволяет масштабировать пространственное разрешение диагностики в широком диапазоне. Толщины углеродных слоёв измерялись при помощи анализа электронным пучком по методу энерго-дисперсионной спектроскопии путём сравнения величин сигналов маркерного слоя и материала винта подложки слоя. Начальная толщина маркерных слоёв составляла ~ 250 нм, что составляет половину максимальной толщины, которую можно определить данным методом.
Открытый доступ
КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ БЫСТРОЙ РЕДЕПОЗИЦИИ
(НИЯУ МИФИ, 2025) МАРЕНКОВ, Е. Д.; КОЛЕСОВ, Ф. Р.; Маренков, Евгений Дмитриевич; Колесов, Фёдор Романович
Магнитное поле токамака направлено почти параллельно поверхности компонентов, обращенных к плазме (КОП). Обычно материалы КОП распыляются как нейтральные атомы. Если распыленный атом ионизуется вблизи поверхности КОП, он может немедленно вернуться на поверхность под воздействием магнитного поля и электрического поля слоя Дебея-Чодуры. Эффективность быстрого переосаждения (редепозиции) можно охарактеризовать коэффициентом быстрого переосаждения Rp, определяемым как отношение переосажденного потока к потоку эродированных частиц.
Открытый доступ
ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ CF-LIBS В ДИАГНОСТИКИ НАКОПЛЕНИЯ ИЗОТОПОВ ВОДОРОДА
(НИЯУ МИФИ, 2026) ГРИШАЕВ, М. В.; МЕДВЕДЕВ, О. С.; ШУБИНА, Е. В.; ЕФИМОВ, Н. Е.; СИНЕЛЬНИКОВ, Д. Н.; РАЗДОБАРИН, А. Г.; НИКИТИН, И. А.; Гришаев, Максим Валерьевич; Синельников, Дмитрий Николаевич; Медведев, Олег Сергеевич; Ефимов, Никита Евгеньевич; Никитин, Иван Андреевич
Одним из актуальных направлений исследований в области термоядерной энергетики сегодня является создание методов контроля накопления изотопов водорода в обращенных к плазме элементах. Это обусловлено требованиями безопасной эксплуатации установок, работающих с радиоактивным тритием. Одним из перспективных подходов для решения данной задачи является метод laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS)[1].