摘要:本文介绍了 ITER 和 DEMO 级反应堆将使用的主要材料的路线图,并概述了近年来最相关的创新。EUROfusion 开发计划中 FW(第一壁)的主要思想是使用低活化材料。到目前为止,已经提出了几种候选材料:RAFM 和 ODS 钢、SiC/SiC 陶瓷复合材料和钒合金。接下来,将描述最相关的诊断系统和 PFM(面向等离子体的材料),并附上材料选择的相应理由及其主要特性。最后,将对 DEMO 概念设计下一阶段将要开展的未来材料开发活动进行展望,这在很大程度上取决于 IFMIF-DONES 设施的成功,本文还描述了该设施的设计、运行和目标。
1 普林斯顿等离子体物理实验室,美国新泽西州普林斯顿 08540 2 DECTRIS 有限公司,瑞士巴登-达特维尔 5405 3 威斯康星大学麦迪逊分校工程物理系,威斯康星州麦迪逊 53706,美国 PPPL 开发了基于 PILATUS3 X 100K-M CdTe 探测器的多能量硬 X 射线针孔相机,以安装在 WEST 托卡马克上。该相机将用于研究热等离子体特性(例如电子温度)以及非热效应(例如 LHCD 产生的快速电子尾和逃逸电子的诞生)。该系统的创新之处在于可以为探测器的每个 ~100k 像素独立设置阈值能量。此功能允许以足够的空间和时间分辨率(~1 厘米,2 毫秒)和粗能量分辨率测量多个能量范围内的 X 射线发射。在本工作中,使用钨 X 射线管和各种荧光靶(从钇到铀)的发射,在 15-100 keV 范围内校准了每个像素的能量依赖性。对于每个能量间隔,对应于 K α 发射线对的数据都与特征响应度(“S 曲线”)拟合,该响应度描述了每个像素 64 个可能的能量阈值上的探测器灵敏度;通过对每个 ~100k 像素的电荷灵敏放大器后的 6 位数模转换器的电压进行微调,可以探索这种新颖的能力。本工作介绍了校准结果,包括统计分析。结果发现,可实现的能量分辨率主要受 S 曲线宽度的限制,对于阈值能量高达 50 keV 的情况,S 曲线宽度为 3-10 keV,对于 60 keV 以上的能量,S 曲线宽度为 ≥ 20 keV。