undefined

Gross and net erosion balance of plasma-facing materials in full-W tokamaks

Julkaisuvuosi

2021

Tekijät

Hakola, Antti; Likonen, Jari; Lahtinen, A.; Vuoriheimo, T.; Groth, M.; Kumpulainen, H.; Balden, M.; Krieger, K.; Mayer, M.; Schwarz-Selinger, T.; Brezinsek, S.; Kelemen, M.; Markelj, S.; Barac, M.; Gouasmia, S.; Bogdanović Radović, I.; Uccello, A.; Vassallo, E.; Dellasega, D.; Passoni, M.; Sala, M.; Bernard, E.; Diez, M.; Guillemaut, C.; Tsitrone, E.; ASDEX Upgrade Team; EUROfusion MST1 Team; WP PFC contributors
Näytä enemmän

Tiivistelmä

Gross and net erosion of tungsten (W) and other plasma-facing materials in the divertor region have been investigated in deuterium (D) and helium (He) plasmas during dedicated experiments in L- and H-mode on ASDEX Upgrade and after full-length experimental campaigns on the WEST tokamak. Net erosion was determined via post-exposure analyses of plasma-exposed samples and full-size wall components, and we conclude that the same approach is applicable to gross erosion if marker structures with sub-millimeter dimensions are used to eliminate the contribution of prompt re-deposition. In H-mode plasmas, gross erosion during ELMs may exceed the situation in inter-ELM conditions by 1-2 orders of magnitude while net erosion is typically higher by a factor of 2-3. The largest impact on net erosion is attributed to the electron temperature while the role of the impurity mixtures is weaker, even though both on ASDEX Upgrade and WEST significant amounts of impurities are present in the edge plasmas. Impurities, on the other hand, will lead to the formation of thick co-deposited layers. We have also noted that with increasing surface roughness, net erosion is strongly suppressed and the growth of co-deposited layers is enhanced. In He plasmas, gross erosion is increased compared to D due to the higher mass and charge states of the plasma particles, resulting from larger energies due to sheath acceleration, but strong impurity fluxes can result in apparent net deposition in the divertor. Our results from ASDEX Upgrade and WEST are comparable and indicate typical net-erosion rates of 0.1-0.4 nm s<sup>-1</sup>, excluding the immediate vicinity of the strike-point regions.
Näytä enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Aalto-yliopisto

Kumpulainen Henri Orcid -palvelun logo

Groth Mathias Orcid -palvelun logo

Helsingin yliopisto

Lahtinen A.

Vuoriheimo T.

Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy

Hakola Antti Orcid -palvelun logo

Likonen Jari Orcid -palvelun logo

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Emojulkaisun nimi

Nuclear Fusion

Volyymi

61

Numero

11

Artikkelinumero

116006

Julkaisu­foorumi

64243

Julkaisufoorumitaso

1

Avoin saatavuus

Avoin saatavuus kustantajan palvelussa

Kyllä

Julkaisukanavan avoin saatavuus

Osittain avoin julkaisukanava

Kustantajan version lisenssi

CC BY

Rinnakkaistallennettu

Kyllä

Rinnakkaistallenteen lisenssi

CC BY

Muut tiedot

Tieteenalat

Fysiikka; Materiaalitekniikka

Avainsanat

[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Kustantajan kansainvälisyys

Kansainvälinen

Kieli

englanti

Kansainvälinen yhteisjulkaisu

Kyllä

Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa

Ei

DOI

10.1088/1741-4326/ac22d2

Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen

Kyllä