Исследование осаждения металлических слоёв из плазмы и накопления изотопов водорода в них

В данном проекте проводится теоретическое и экспериментальное комплексное исследование накопления изотопов водорода в осаждённых из плазмы металлических слоях. Актуальность проекта заключается в необходимости предсказания скорости накопления радиоактивного изотопа водорода трития в различных областях термоядерных установок, а также в актуальности создания новых типов накопителей водорода для нужд промышленности, в частности подборе оптимальных параметров осаждения металлических плёночных накопителей из плазмы, обеспечивающих максимальное содержание водорода в них. Работа состоит из двух основных частей: развития теоретической модели, предсказывающей содержание и распределение изотопов водорода в осаждённых из плазмы металлических слоях в зависимости от условий осаждения, а также создания и исследования свойств распылительной системы на основе эффекта полого катода с дополнительным смещением мишени, необходимой для получения осаждённых из плазмы смешанных слоёв и экспериментальной верификации предсказаний теоретической модели для материалов, осаждение которых с использованием более традиционных распылительных систем затруднено. В ходе проекта область применимости теоретической модели будет расширена на гидридообразующие металлы, такие как бериллий, применяемый в качестве облицовки первой стенки международного экспериментального токамака ИТЭР, и титан, являющегося эффективным накопителем водорода. Также, будет достигнута возможность предсказания содержания отдельных изотопов водорода в осаждённом из плазмы слое. Данная информация критически важна с точки зрения оценки скорости накопления трития в термоядерных установках, в которых рабочей газовой смесью будет D-T, а в остаточном газе будет присутствовать H, а также при определении необходимых вакуумных параметров осаждения плёночных накопителей тяжёлых изотопов водорода, например при транспортировке трития. Полученные теоретические расчёты будут верифицированы на основе экспериментальных данных, полученных при помощи разрабатываемой и исследуемой во второй части данной работы распылительной системы.