Исследование поведения изотопов водорода в материалах термоядерных реакторов

Проведены: экспериментальные исследования накопления дейтерия в образцах вольфрама, насыщенных радиогенным гелием, методом термодесорбционной спектроскопии; сравнение и верификация экспериментальных данных о накоплении изотопов водорода в экспериментальных образцах вольфрама, поврежденных электронами высоких энергий, полученных российской и японскими группами, методами термодесорбционной спектроскопии и рентгеновской люминесценции образцов, насыщенных тритием. При облучении вольфрама дейтериевой плазмой с энергией ионов ниже энергии, требуемой для генерации радиационных дефектов, происходит формирование блистеров и дефектов, которые могут захватывать и удерживать дейтерий. Дефекты смещения, генерируемые в вольфраме облучением ионами W и электронами с энергиями от сотен кэВ до 20 МэВ, значительно увеличивают содержание дейтерия в зоне повреждения после облучения как D-плазмой, так и смешанной He - D-плазмой. В случае облучения смешанной He - D-плазмой при температурах свыше 450 K концентрация дейтерия в зоне повреждения ниже, чем при облучении чистой D-плазмой. Уменьшение концентрации растворенного дейтерия в случае облучения радиационно поврежденного вольфрама дейтериевой плазмой с добавкой ионов гелия вызывает уменьшение концентрации дейтерия, захваченного в радиационно индуцированных дефектах. При последовательном облучении дейтериевой и протиевой, а также дейтериевой и гелиево-протиевой плазмой при повышенных температурах облучения (403 – 533 К) происходит выделение дейтерия, предварительно накопленного в вольфраме. Однако в случае облучения гелий-протиевой плазмой количество выделяющегося дейтерия значительно меньше, чем при облучении чистой протиевой плазмой. Уменьшение потока мигрирующих в объем атомов протия при одновременном облучении ионами гелия и протия приводит к уменьшению концентрации этого изотопа в растворенном состоянии, при этом скорость изотопного обмена значительно снижается, что приводит к уменьшению количества выделяющегося дейтерия.