ЗАЩИТА ВОЛЬФРАМОВОЙ МИШЕНИ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ МОЩНОГО ПОТОКА ВОДОРОДНОЙ ПЛАЗМЫ с ПОМОЩЬЮ АЗОТНОЙ ГАЗОВОЙ ЗАВЕСЫ

摘要

Защита материалов от воздействия мощных плазменных потоков представляет несомненный интерес для решения широкого класса фундаментальных и прикладных задач. Например, для защиты дивертора от воздействия высокотемпературной плазмы при срывах тока в токамаках используется газонапуск азота или неона непосредственно перед поверхностью диверторных пластин. Также с помощью газовой завесы можно регулировать тепловую нагрузку на материалы при их облучении мощными плазменными потоками с целью улучшения эксплуатационных характеристик поверхностных слоев. В работе исследовано влияние азотной газовой завесы на экранировку вольфрама при воздействии на него мощных потоков водородной плазмы и на локализацию паров вольфрама вблизи поверхности облучаемой мишени. Установлено, что газовая завеса из азота с плотностью атомов 2·10~(17) см~(-3) перед вольфрамовой мишенью снижает тепловую нагрузку на мишень до уровня в 2-2,5 раза меньше предельного уровня энергии, поглощаемой вольфрамом при импульсном воздействии мощного потока водородной плазмы без газовой завесы. Экспериментально определена зависимость плотности поглощенной мишенью энергии от плотности частиц в завесе. Показано, что в наших экспериментальных условиях наличие азотной газовой завесы перед мишенью препятствует распространению вольфрама на расстояния более 1 см вдоль силовых линий магнитного поля навстречу налетающему плазменному потоку.