Measurements of the Characteristics of Fine Grain Graphite Used as a First Wall Material for the T-15MD TOKAMAK
- Autores: Begrambekov L.1, Puntakov N.1, Ayrapetov A.1, Grunin A.1, Dovganyuk S.1, Zakharov .1, Savvin N.1, Grashin S.1, Arkhipov I.1
-
Afiliações:
- National Research Nuclear University “MEPhI”
- Edição: Nº 12 (2023)
- Páginas: 101-112
- Seção: Articles
- URL: https://journals.rcsi.science/1028-0960/article/view/232229
- DOI: https://doi.org/10.31857/S1028096023080058
- EDN: https://elibrary.ru/OBXOKF
- ID: 232229
Citar
Resumo
In this work, properties of fine grain graphite that will be used as a plasma-facing material in the T-15MD Tokamak are measured and studied. Density and porosity, thermal diffusivity and thermal conductivity, as well as the crystal grain size and impurity content of graphite are measured. The measurement results were compared to the corresponding parameters of MPG-6, MPG-7 and MPG-8 graphites. Characteristics of hydrogen and methane retention in graphite and conditions of their desorption depending on temperature of preliminary annealing, its duration, exposition of fully annealed samples in atmospheric gas at normal conditions. Influence of irradiation of the samples by deuterium ions with different energies on the characteristics of hydrogen trapping and desorption. In all cases, attention was paid to the possibility of influence of experimental conditions on trapping and desorption of hydrogen left in graphite after its production, as well as the one trapped from the atmosphere. Based on the data obtained and the expected conditions in the T-15MD’s plasma chamber, optimal modes for annealing of graphite received from producer and temperatures of the tokamak’s plasma-facing elements that assist in removal of hydrogen from graphite are determined.
Sobre autores
L. Begrambekov
National Research Nuclear University “MEPhI”
Email: np9293@my.bristol.ac.uk
Russia, 115409, Moscow
N. Puntakov
National Research Nuclear University “MEPhI”
Autor responsável pela correspondência
Email: np9293@my.bristol.ac.uk
Russia, 115409, Moscow
A. Ayrapetov
National Research Nuclear University “MEPhI”
Email: np9293@my.bristol.ac.uk
Russia, 115409, Moscow
A. Grunin
National Research Nuclear University “MEPhI”
Email: np9293@my.bristol.ac.uk
Russia, 115409, Moscow
S. Dovganyuk
National Research Nuclear University “MEPhI”
Email: np9293@my.bristol.ac.uk
Russia, 115409, Moscow
A. Zakharov
National Research Nuclear University “MEPhI”
Email: np9293@my.bristol.ac.uk
Russia, 115409, Moscow
N. Savvin
National Research Nuclear University “MEPhI”
Email: np9293@my.bristol.ac.uk
Russia, 115409, Moscow
S. Grashin
National Research Nuclear University “MEPhI”
Email: np9293@my.bristol.ac.uk
Russia, 115409, Moscow
I. Arkhipov
National Research Nuclear University “MEPhI”
Email: np9293@my.bristol.ac.uk
Russia, 115409, Moscow
Bibliografia
- Федорович С.Д., Карпов А.В., Бубаев В.П., Грашин С.А., Губкин М.К., Слива А.П., Мартыненко Ю.В., Марченков А.Ю., Лукашевский М.В., Заклецкий З.А., Васильев Г.Б., Рогозин К.А., Чан Куанг В. // Физика плазмы. 2021. Т. 47. Вып. 4. С. 316. https://doi.org/10.31857/S0367292121030069
- Хвостенко П.П., Анашкин И.О., Бондарчук Э.Н., Инютин Н.В., Крылов В.А., Левин И.В., Минеев А.Б., Соколов М.М. // ВАНТ. Серия: Термоядерный синтез. 2019. Т. 42. № 1. С. 15. https://doi.org/10.21517/0202-3822-2019-42-1-15-38
- Maruyama K., Jacob W., Roth J. // J. Nucl. Mater. 1999. V. 264. P. 56. https://doi.org/10.1016/S0022-3115(98)00481-4
- Winter J., Gebauer G.J. // J. Nucl. Mater. 1999. V. 266–269. P. 228. https://doi.org/10.1016/S0022-3115(98)00526-1
- Rubel M., Cecconello M., Malmberg J.A., Sergienko G., Biel W., Drake J.R., Hedqvist A., Huber A., Philipps V. // Nucl. Fusion. 2001. V. 41. P. 1087. https://doi.org/10.1088/0029-5515/41/8/312
- Philipps V., Wienhold P., Kirschner A., Rubel M. // Vacuum. 2002. V. 67. P. 399. https://doi.org/10.1016/S0042-207X(02)00238-5
- Zhitlukhin A., Klimov N., Landman I., Linke J., Loarte A., Merola M., Podkovyrov V., Federici G., Bazylev B., Pestchanyi S., Safronov V., Hirai T., Maynashev V., Levashov V., Muzichenko A. // J. Nucl. Mater. 2007. V. 363–365. P. 301. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2007.01.027
- Будаев В.П. // ВАНТ. Серия: Термоядерный синтез. 2015. Т. 38. № 4. С. https://doi.org/10.21517/0202-3822-2015-38-4-5-33
- Budaev V.P., Khimchenko L.N. // Physica A. 2007. V. 382. P. 359.
- Federici G., Skinner C.H., Brooks J.N., Coad J.P., Grisolia C., Haasz A.A., Hassanein A., Philipps V., Pitcher C.S., Roth J., Wampler W.R., Whyte D.G. // Nucl. Fusion. 2001. V. 41. P. 1967. https://doi.org/10.1088/0029-5515/41/12/218
- Linke J. // Phys. Scr. 2006. V. 45. P. T123. https://doi.org/10.1088/0031-8949/2006/T123/006
- Иванов Б.В., Ананьев С.С. ВАНТ. Серия: Термоядерный синтез. 2021. Т. 44. № 4. С. 5.
- Жмуриков Е.И., Бубненков И.А., Дремов В.В., Самарин С.И., Покровский А.С., Харьков Д.В. Графит в науке и ядерной технике. Новосибирск: Издательство Сибирского отделения РАН, 2013. 193 с.
- Сковорода А.А., Спицын А.В., Петров В.С., Полунина А.А., Провоторов М.В., Трушкова Т.Н. // Вопросы атомной науки и техники. Серия Термоядерный синтез. 2008. № 3. С. 61. http://vant.iterru.ru/vant_2008_3/4.pdf
- Визгалов И.В. и др. // Атомная энергия. 1990. Т. 69. № 3. С. 187. http://elib.biblioatom.ru/text/atomnaya-energiya_t69-3_1990/go,60/.
- Нищев К.Н., Новопольцев М.И., Беглов В.И., Окин М.А., Лютова Е.Н. // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Физико-математические науки. 2015. № 4. Вып. 36. С. 101. https://izvuz_fmn.pnzgu.ru/files/izvuz_fmn.pnzgu.ru/10(5).pdf.
- Айрапетов А.А., Беграмбеков Л.Б., Довганюк С.С., Каплевский А.С. // Поверхность. Рентген., синхротр., и нейтрон. исслед. 2018. № 6. С. 48. https://doi.org/10.7868/S0207352818060100
- Рогайлин М.И., Чалых Е.Ф.: Справочник по углеграфитовым материалам. Л.: Химия, 1974. 208 с.
- Станкус С.В., Савченко И.В., Агажанов А.Ш., Яцук О.С., Жмуриков Е.И. // ТВТ. 2013. Т. 51. № 2. С. 205. https://doi.org/10.1134/S0018151X13010173
- Baranov V.G., Devyatko Y.N., Tenishev A.V., Khlunov A.V., Khomyakov O.V. // Inorg. Mater. Appl. Res. 2010. V. 1. № 2. P. 167. https://doi.org/10.1134/S2075113310020164
- Жмуриков Е.И., Савченко И.В., Станкус С.В., Tecchio L. // Вестн. НГУ. Сер. Физика. 2011. Т. 6. № 2. С. 77.
- http://www.phys.nsu.ru/vestnik/catalogue/2011/02/ Vestnik_NSU_11T6V2_p77_p84.pdf.
- Уббелоде А.Р., Льюис Ф.А. Графит и его кристаллические соединения. М.: Мир, 1965. 256 с.
- Cezairliyan A., Righini F. // Rev. Int. Hautes Temp. Refract. 1975. V. 12. № 2. P. 124.
- Канель Г.И., Безручко Г.С., Савиных А.С., и др. // ТВТ. 2010. Т. 48. № 6. С. 845. https://doi.org/10.1134/S0018151X10060064
- Чиркин В.С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники. Справочник. Атомиздат, 1968. 484 с.
- Taylor R.E., Groot H. // High Temp. High Press. 1980. V. 12. P. 147.
- Ayrapetov A.A., Begrambekov L.B., Dovganyuk S.S., Grunin A.V., Kaplevskiy A.S., Puntakov N.A. // J. Phys.: Conf. Ser. 2018. V. 1058. P. 012002. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1058/1/012002
- Begrambekov L.B., Ayrapetov A.A., Sadovskiy Ya.A., Shigin P.A. // J. Phys.: Conf. Ser. 2016. V. 669. P. 012003. https://doi.org/10.1088/1742-6596/669/1/012003
- Веселовский В.С. Угольные и графитовые конструкционные материалы. М.: Наука, 1966.
- Airapetov A., Begrambekov L., Brosset C., Gunn J.P., Grisolia C., Kuzmin A., Loarer T., Lipa M., Monier-Garbet P., Shigin P., Tsitrone E., Zakharov A. // J. Nucl. Mater. 2009. V. 390–391. P. 589. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2009.01.118