РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ БОРОНИЗАЦИИ ДЛЯ ТОКАМАКА КТМ

В данной работе проведен литературный обзор применения и особенностей боронизации на установках типа токамак, обоснована методика подготовки вакуумной камеры (ВК) токамака КТМ к плазменным экспериментам с использованием системы боронизации на основе карборана. Описана техническая реализация процесса в условиях тлеющего разряда, включая конструкцию системы подачи паров с обогреваемым ресивером и транспортного тракта на токамаке КТМ. Представлен проект разрабатываемого диагностического комплекса для оперативного контроля чистоты среды, объединяющий масс-спектрометрию и оптический мониторинг линии излучения бора.

1. J. Winter, H.G. Esser, L. Konen, V. Philipps, H. Reimer, J. von Seggern, J. Schlüter, E. Vietzke, F. Waelbroeck, P. Wienhold, T. Banno, D. Ringer, S. Veprek, Boronization in TEXTOR, J. Nucl. Mater. 162 (1989) 713–723, https://doi.org/10.1016/0022-3115(89)90352-8.

2. H. F. Dylla, M. G. Bell, R. J. Hawryluk, et al., J. Nucl. Mater. 176–177, 337 (1990).

3. Saidoh, M.; Ogiwara, N.; Shimada, M.; Arai, T.; Hiratsuka, H.; Koike, T.; Shimizu, M.; Ninomiya, H.; Nakamura, H.; Jimbou, R.Initial boronization of JT-60U tokamak using decaborane. Jpn. J. Appl. Phys. 1993, 32, 3276–3281 J. Winter, et al., ”Bomntrimethyl B(CH3)3 A less hazardous substance for boronization,” J. Nucl. Mater., 1768~177, pp 486-489, (1990).

4. Sharapov, V.M.; Mirnov, S.V.; Grashin, S.A.; Lebedev, S.V.; Kovan, I.A.; Krasilnikov, A.V.; Krupin, V.A.; Levin, L.S.; Romannikov,A.N.; Zakharov, A.P. Boronization of Russian tokamaks from carborane precursors. J. Nucl. Mater. 1995, 220–222, 730–735.

5. J. Winter, et al., ”Borontrimethyl B(CH3)3 A less hazardous substance for boronization,” J. Nucl. Mater., 1768~177, pp 486-489, (1990).

6. F. L. Tabarés, E. de la Cal, D. Tafalla, R. Balbín, T. Estrada, I. García-Cortés, M. A. Ochando, M. A. Pedrosa, and B. Zurro, “Boronization of the TJ-I tokamak by trimethylboron and decaborane,” J. Nucl. Mater. 220–222, 688–692 (1995).

7. Skinner C.H., Bedoya F., Scotti F., Allain J.P., Blanchard W.,Cai D., Jaworski M. and Koel B.E. 2017 Nucl. Mater. Energy 12 744–8.

8. K. Kondo, et al., Impurity behavior in boronized Heliotron E, J. Nucl. Mater. 220-222 (1995) 1052–1056.

9. E.A. Azizov, et al., Kazakhstan tokamak for material testing conceptual design and basis parameters, Fusion Eng. Des. 56-57 (2001) 831–835.

10. I.S. Obraztsov, D.V. Ryzhakov, B.Z. Chektybaev, et al., Preparation of vacuum chamber of the KTM tokamak for experiments, Phys. At. Nucl. 86 (Suppl 1) (2023), S53– S56, https://doi.org/10.1134/S1063778823130069.

11. Krat, S.A., Chektybayev, B.Z., Batyrbekov, E.G. et al. Diagnostics of Long-Term Erosion and Deposition of the Material of the First Wall in the KTM Tokamak: Testing and First Results. Phys. Atom. Nuclei 88 (Suppl 2), S186– S194 (2025). https://doi.org/10.1134/S1063778825140078.

12. Liu Y.M. et al 2025 Studies of material deposition during boronization using quartz crystal microbalance in EAST Nucl. Mater. Energy 44 101964.

13. Rohde V., Krieger K., Hohmann T.-O., Redl A., Hobirk J., AnS. and Sasidharan S. 2025 Nucl. Mater. Energy 45 102036.

14. Fu Jia et al 2012 Plasma Sci. Technol. 14 1048

15. Bortolon A. et al 2019 Nucl. Mater. Energy 19 384

16. Hanna Schamis et al 2025 Nucl. Fusion 65 086037

17. Жүнісбек С.А., Чектыбаев Б.Ж., Садыков А.Д., Жаксыбаева А.А., Женіс Қ., Мадиянова Ә.Н. «Результаты спектроскопических измерений плазменных разрядов на Токамаке КТМ». Вестник НЯЦ РК. 2023;(3):193. https://doi.org/10.52676/1729-7885-2023-3-193.