Characteristics of a low energy and high flux compact plasma source and preliminary results in studying surface modification of tungsten irradiated by the source

低エネルギー・高フラックスの小型プラズマ源の特性及びタングステン照射予備実験結果

Luo, G.; 洲 亘; 中村 博文; 大平 茂; 林 巧; 西 正孝

Luo, G.; Shu, Wataru; Nakamura, Hirofumi; Ohira, Shigeru; Hayashi, Takumi; Nishi, Masataka

トカマクのプラズマ-表面相互作用を模擬する小型プラズマ源装置を製作した。この装置は、小型(全長1m)であるにもかかわらず、ITERダイバータの周辺プラズマに相当する低エネルギー(100eV以下)・高フラックス(約10/m/s)のプラズマビームを生成できる特徴を持つ装置である。本報告では、本装置の構成と特性、具体的にはフィラメント,アーク放電,磁場,バイアスなどによるプラズマビームへの影響について説明する。また、タングステンを試料として行った予備的な照射試験の結果についても報告する。焼結後熱圧延したタングステン試料片(0.1mm厚)に重水素イオンフラックス210110/m/s,フルエンス410110/m,エネルギー100eV前後のプラズマビームを照射させ、110/m以上のフルエンスで試料表面にブリスタの発生を観測した。

A plasma source has been constructed for investigating plasma-surface interactions in a tokamak. It is a compact device with a total length less than 1 m, compared to other existing facilities in the world. However, it can provide with stable plasma beams of low energy (100 eV) and high flux (10 /m/s), close to the predicted edge plasma conditions near the ITER divertor. This report presents mainly its configuration and its characteristics, including influence of filament, arc discharge, magnetic field, bias voltage parameters, and so on, on plasma beam being delivered towards the sample. Also shown are the results of preliminary experiments of blister formation on tungsten samples irradiated by a deuterium plasma beam generated with the source.