nucВестник НЯЦ РКNNC RK Bulletin1729-75161729-7885Национальный ядерный центр Республики Казахстан10.52676/1729-7885-2019-4-59-67nuc-198Research ArticleСтатьиОБЗОР ПО ЛИНЕЙНЫМ УСКОРИТЕЛЯМTHE LINEAR ACCELERATORS REVIEWТуленбергеновТ. Р.TulenbergenovT. R.

Курчатов

Kurchatov

tulenbergenov@nnc.kzСоколовИ. А.SokolovI. A.

Курчатов

Kurchatov

МиниязовА. Ж.MiniyazovA. Zh.

Курчатов

Kurchatov

КайырдыГ. К.KayyrdyG. K.

Курчатов

Kurchatov

СитниковА. А.SitnikovA. A.

Барнаул

Barnaul

Филиал «Институт атомной энергии» РГП НЯЦ РККазахстанInstitute of Atomic Energy of NNC RKKazakhstanАлтайский государственный технический университет им. И. И. ПолзуноваРоссияPolzunov Altai State Technical UniversitRussian Federation201930122019145967Copyright © Туленбергенов Т.Р., Соколов И.А., Миниязов А.Ж., Кайырды Г.К., Ситников А.А., 20192019Туленбергенов Т.Р., Соколов И.А., Миниязов А.Ж., Кайырды Г.К., Ситников А.А.Tulenbergenov T.R., Sokolov I.A., Miniyazov A.Z., Kayyrdy G.K., Sitnikov A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journals.nnc.kz/jour/article/view/198

Приведен обзор стационарных линейных симуляторов плазмы, используемых для исследования взаимодействия плазмы с поверхностью применительно к термоядерным установкам и моделирования их пристеночной плазмы. Взаимодействие плазмы с поверхностью является важной проблемой создания защитных материалов для Международного Термоядерного Экспериментального Реактора (ИТЭР). К основным, обращенным к плазме компонентам, относятся первая стенка и дивертор. Основные функции дивертора заключаются в поглощении теплового потока, выходящего из пристеночной плазмы, и отводе гелия, который является продуктом сгорания в реакции термоядерного синтеза. Отдельно рассмотрены установки относительно небольших размеров с ограниченными возможностями и крупные линейные симуляторы мощностью в несколько десятков кВт с разнообразными средствами диагностики. На современных линейных симуляторах температура и плотность генерируемой плазмы близки к плазме SOL (scrap-off layer), тем самым актуально исследование процессов, непосредственно влияющих на материалы компонентов, такие как распыление атомов поверхности и изучение эрозии, внедрение в поверхность инородных частиц или напыление, модификация рельефа поверхности, блистерообразование.

The stationary linear plasma simulators was reviewed, which are used to study the interaction between plasma and surface with regard to fusion facilities and modeling of their edge plasma. The interaction between plasma and surface is an important issue in creation of protective materials for the International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER). The first wall and divertor are the key plasma faced components. The basic functions of the divertor are a heat flux absorption released from the edge plasma and helium removal, which is a combustion product in the thermonuclear synthesis reaction. Relatively small facilities with limited capacities as well as large linear simulators with a capacity of several dozen of kW and various diagnostic tools have been considered separately. Since the modern linear installations have a temperature and density of the generated plasma close to SOL plasma (scrap-off layer), it is possible to research the processes which directly affect materials of the components. This is a modification of surface during plasma irradiation or with charged particle beams. This includes atomization of a surface and studying of erosion, penetration of foreign particles into the surface or coating, surface relief modification, blister generation.

линейные ускорителиплазматермоядерные реакторывзаимодействиематериалыпараметры установокдиверторпервая стенкаплазменно-пучковый разрядмишеньlinear acceleratorsplasmafusion reactorsinteractionmaterialssetup parametersdivertorfirst wallplasma-beam dischargetargetReferencesGoebel, D. M., Campbell, G., Conn, R. W. Plasma surface interaction experimental facility (PISCES) for materials and edge physics studies. – Journal of Nuclear Materials, 1984, vol. 121, p. 277–282.Goebel, D. M., Campbell, G., Conn, R. W. Plasma surface interaction experimental facility (PISCES) for materials and edge physics studies. – Journal of Nuclear Materials, 1984, vol. 121, p. 277–282.Antar G. Y. On the origin of ‘‘intermittency’’ in the scrape-off layer of linear magnetic confinement devices. – Physics of plasmas, 2003, vol. 10, № 9, р. 3629–3634.Antar G. Y. On the origin of ‘‘intermittency’’ in the scrape-off layer of linear magnetic confinement devices. – Physics of plasmas, 2003, vol. 10, № 9, р. 3629–3634.Hudson B. F., Doerner R.P. Impurity transport measurements in the PISCES-A linear plasma device. – 2011.Hudson B. F., Doerner R.P. Impurity transport measurements in the PISCES-A linear plasma device. – 2011.Doerner R.P., Baldwin M.J. Schmid K. The influence of beryllium containing plasma on the evolution of a mixed-material surface. – Physica Scripta, 2004, vol. T111, p. 75–79.Doerner R.P., Baldwin M.J. Schmid K. The influence of beryllium containing plasma on the evolution of a mixed-material surface. – Physica Scripta, 2004, vol. T111, p. 75–79.Doerner R.P. Measuring the difference between gross and net erosion. – Nuclear Fusion, 2012, vol. 51, 7 pp.Doerner R.P. Measuring the difference between gross and net erosion. – Nuclear Fusion, 2012, vol. 51, 7 pp.N. Ohno, D. Nishijima, S. Takamura et al. Static and dynamic behaviour of plasma detachment in the divertor simulator experiment NAGDIS-II. – Nuclear Fusion, 2001, vol. 41, p. 1055–1065.N. Ohno, D. Nishijima, S. Takamura et al. Static and dynamic behaviour of plasma detachment in the divertor simulator experiment NAGDIS-II. – Nuclear Fusion, 2001, vol. 41, p. 1055–1065.Kastelewicz H., Fussmann G. Plasma modeling for the PSI Linear plasma device. – Contrib. Plasma Physics, 2004, vol. 44, No 4, р. 352–360.Kastelewicz H., Fussmann G. Plasma modeling for the PSI Linear plasma device. – Contrib. Plasma Physics, 2004, vol. 44, No 4, р. 352–360.Pospieszczyk A., et.al. Spectroscopic characterisation of the PSI-2 plasma in the ionising and recombining state. – Journal of Nuclear Materials, 2013, vol. 438, p. S1249–S1252.Pospieszczyk A., et.al. Spectroscopic characterisation of the PSI-2 plasma in the ionising and recombining state. – Journal of Nuclear Materials, 2013, vol. 438, p. S1249–S1252.Kreter A. et.al. Status of technological development for the JULE-PSI project. – 4th International Workshop on Plasma Material Interaction Facilities for Fusion Research (PMIF), 2013.Kreter A. et.al. Status of technological development for the JULE-PSI project. – 4th International Workshop on Plasma Material Interaction Facilities for Fusion Research (PMIF), 2013.Kreter A., et.al. Linear plasma device PSI-2 for PMI studies. – Fusion science and technology, 2015, vol. 68, p. 8–14.Kreter A., et.al. Linear plasma device PSI-2 for PMI studies. – Fusion science and technology, 2015, vol. 68, p. 8–14.B. Unterberg et al. New linear plasma devices in the trilateral euregio cluster for an integrated approach to plasma surface interactions in fusion reactors. – Fusion Engineering and Design, 2011, vol. 86, p. 1797–1800.B. Unterberg et al. New linear plasma devices in the trilateral euregio cluster for an integrated approach to plasma surface interactions in fusion reactors. – Fusion Engineering and Design, 2011, vol. 86, p. 1797–1800.Мартыненко Ю.В., Хрипунов Б.И., Петров В.Б. Изменение поверхности вольфрама и графита под воздействием больших потоков плазмы. – ВАНТ Сер. Термоядерный синтез, 2009, вып. № 4, с. 14–23.Мартыненко Ю.В., Хрипунов Б.И., Петров В.Б. Изменение поверхности вольфрама и графита под воздействием больших потоков плазмы. – ВАНТ Сер. Термоядерный синтез, 2009, вып. № 4, с. 14–23.Визгалов И.В., Курнаев В.А., Тельковский В.Г., и др. Лабораторный практикум по курсу «Физика горячей плазмы и УТС». Под редакцией Тельковского В.Г. Москва. МИФИ, 1995.Визгалов И.В., Курнаев В.А., Тельковский В.Г., и др. Лабораторный практикум по курсу «Физика горячей плазмы и УТС». Под редакцией Тельковского В.Г. Москва. МИФИ, 1995.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.