LABORATORY EXPERIMENTS ON MODELING OF TRANSFER AND DEPOSITION OF HYDROCARBONS IN TOKAMAK MAIN CHAMBER AREAS SHADOWED FROM PLASMA

Одной из приоритетных научных и инженерных задач в современных токамаках и строящемся ИТЭР является поиск возможности подавления или контролируемого осаждения углеводородных радикалов и молекул в диверторе и откачивающем тракте с целью минимизации накопления трития в машине и устойчивой работы реактора. С помощью струевой техники выполнен сравнительный анализ закономерностей осаждения аморфных углеводородных (а-С:Н)-плёнок при температуре 300—1000 К из метильных радикалов, переносимых газом-носителем СН4/С2Нy/Н2 (y = 2, 4, 6), в кварцевой трубе с цилиндрическими вставками из Cu, Ni, Fe, W и нержавеющей стали (SS) как исходной, так и покрытой тонкими плёнками Pd или Rh. В нагретой части трубы с температурой от 300 до 1000 К процесс осаждения метила полностью подавлялся в секции трубы с температурой 380— 800 К для всех перечисленных вставок. Интервал температур 400—800 К, в котором осаждение углеводородов из метильных радикалов отсутствовало, был назван «температурным транспортным окном» (ТТО). Наиболее эффективным катализатором реакции гидрирования оказалась SS. Радикалы и ненасыщенные углеводороды, способные к полимеризации при 300—400 К, полностью выводились из потока газа-носителя (СН4/С2Нy/Н2) за несколько сотен соударений с поверхностью SS с температурой 420—470 К. Показана возможность создания рекомбинационного фильтра из SS для углеводородных радикалов (осуществления реакции гидрирования радикалов), переносимых ламинарным потоком СН4/С2Нy/Н2. Полученные данные могут быть использованы при выборе температурных режимов конструкционных элементов дивертора ИТЭР, изготовленных из вольфрама и нержавеющей стали.