О возможности применения спектроскопии рассеяния протонов кэвных энергий для анализа поверхности обращенных к плазме элементов непосредственно в термоядерных установках с собственным магнитным полем

   Процессы эрозии и переосаждения обращенных к плазме материалов термоядерных установок (ТЯУ) являются важнейшими факторами, влияющими на конечные параметры получаемой плазмы, ресурс первой стенки и ТЯУ в целом. Метод анализа тонких слоев на поверхности с помощью рассеяния ионов водорода кэвных энергий расширяет функциональные возможности определения скорости эрозии и осаждения слоев с большим атомных номером на подложку из легкого элемента, либо, наоборот, легких слоев на тяжелую подложку, что характерно для современных термоядерных установок. Анализ осаждения и/или эрозии заключается в помещении в плазменную установку специальных маркерных мишеней со слоями материала с малым атомным номером и/или материала с большим атомным номером в те места установки, в которых предполагается исследовать скорость эрозии и/или осаждения, с последующим анализом энергетических спектров, отраженных от экспонированных мишеней ионов водорода с энергиями в килоэлектронвольтном диапазоне. В данной работе приведены оценки применимости данной методики непосредственно в ТЯУ с учетом характерных параметров пристеночной плазмы.

1. Philipps V., Wienhold P., Kirschner A., Rubel M. // Vacuum . 2002. V. 67. P. 399.

2. Naujoks D., Behrisch R. // J. Nucl. Mater. 1995. V. 220−222. P. 227.

3. Bulgadaryan D., Kolodko D., Kurnaev V., Sinelnikov D. // J. Phys.: Conf. Ser. 2016. V. 748. P. 012016.

4. Bulgadaryan D., Kurnaev V., Sinelnikov D., Efimov N. // J. Phys.: Conf. Ser . 2018. V. 941. P. 012022.

5. Bulgadaryan D., Sinelnikov D., Kurnaev V., Efimov N., Borisyuk P., Lebedinskii Y. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res B., Sect. B. 2019. V. 438. P. 54.

6. Bulgadaryan D.G., Sinelnikov D.N., Efimov N.E., Kurnaev V.A. // Bull. Russ. Acad. Sci.: Phys., Sect. B. 2020. V. 84. P. 742.

7. Булгадарян Д.Г., Синельников Д.Н., Сорокин И.А., Курнаев В.А., Ефимов Н.Е. // Ядерная физика и инжиниринг. 2019. Т. 10. № 1. С. 63-66.

8. Курнаев В.А., Протасов Ю.С., Цветков И.В. // Введение в пучковую электронику. 2008. Москва: Тровант.

9. Koborov N.N. et al. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. B. 1997. V. 129. P. 5.

10. Смирнов Б.М. // Физическая энциклопедия (в 5-ти томах). Гл. ред. Прохоров А.М. 1988. Москва: Советская энциклопедия.

11. Stangeby P.C. // Nucl. Fusion. 2012. V. 52. P. 083012.

12. Kurnaev V.A., Tatarinova N.V. // J. Nucl. Mater. 1995. V. 220−222. P. 939.

13. Borodkina I., Borodin D., Kirschner A., Tsvetkov I.V., Kurnaev V.A., Komm M., Dejarnac R., JET Contributors // Contrib. Plasma Phys. 2016. V. 56. P. 640.

14. Wiesen S., Brezinsek S., Wischmeier M., la Luna E.D., Groth M., Jaervinen A.E., de la Cal E., Losada U., de Aguilera A.M., Frassinetti L., Gao Y., Guillemaut C., Harting D., Meigs A., Schmid K., Sergienko G., JET Contributors // Nucl. Fusion. 2017. V. 57. P. 066024.