Отчет о научно-исследовательской работе по теме: «Методы дистанционного контроля накопления и удаления изотопов водорода из стенок термоядерных установок». Этап 3 (промежуточный)

В ходе третьего этапа были продолжены лабораторные исследования методов лазерной диагностики содержания водорода в материалах. Проанализировано влияние профиля пучка и зависимость выхода дейтерия от плотности энергии наносекундного лазерного излучения. Определены параметры, позволяющие получить наиболее высокую чувствительность измерений при использовании наносекундного лазера. Апробирована методика на основе спектроскопии десорбированного водорода в фоновой высокочастотной плазме с использованием миллисекундного лазерного излучения, показана высокая чувствительность метода. Усовершенствован код для описания выхода газа с поверхности в ходе лазерного воздействия с учетом элементарных процессов на поверхности. Проведены оценки для случая облучения поверхности вольфрама и бериллия лазером с наносекундным и миллисекундным импульсом. Определены условия выхода атомарной фракции с поверхности. Исследованы механизмы десорбции водорода в зависимости от заполненности поверхности. Проведены оценки влияния характеристик материала на поток десорбции захваченного водорода. Проанализирована возможность обработки экспериментальных данных с применением методов машинного обучения. Проведено моделирование экспериментов по лазерно-искровой эмиссионной спектроскопии (LIBS) образцов лития, выполненных на предыдущих этапах. На основе экспериментальных данных и результатов моделирования определены наиболее перспективные режимы для реализации лазерной диагностики в режиме десорбции и абляции. Проведено макетирование и последующая реализация системы лазерной диагностики стенки токамака Глобус-М2, а также ее первые испытания. Продемонстрирована высокая чувствительность диагностики в условиях токамака как при использовании масс-спектрометрии, так и оптических методов.