浅谈石墨坩埚等离子体面壁材料的条件要求及其问题点

浅谈石墨坩埚等离子体面壁材料的条件要求及其问题点

     如果说石墨坩埚等离子体的特性完全依赖于等离子体面壁材料是不过分的。在石墨坩埚等离子体中，如存在比燃料氢的原子序号Z大的离子（杂质）存在的话，以高速运动的电子能就会因光辐射成为零。

    由于电子能的冷却，燃料离子的能量也降低，从而不能保证燃烧条件。由于辐射强度与原子序号Z的3~4次方成正比，即使混入杂质，其原子序号也必须小。此外，面壁材料由于等离子体发出的粒子、光、热的冲击，产生各种各样的损伤。因升华、剥落、挥发等原因杂质混人等离子体。另一方面由于在放电中混在壁中的燃料粒子飞出，在壁和等离子体之间往返（循环），为了维持燃烧条件，这些控制是不可少的。

     随着核聚变装置的大型化，由于高温等离子体的生成，即使在等离子体中混入能量辐射损失小的Z材料，采用了能在高温等离子体中保持稳定性的有良好热的力学性能的石墨坩埚或C/C复合材料，得到了良好的放电特性，但是石墨坩埚也存在几个问题。

     例如，石墨坩埚是多孔质，氢的残留量多，由于氢的往返循环，等离子体难以控制。以化学剥落为主的甲烷气体损耗如图，超过1000℃以后，由于照射促进升华损耗激增。因此，在以后热负荷更加苛刻的装置正在研究能否用损耗小的钨等。此外，由于氧杂质的存在，形成CO而使损耗激增。一产生损耗，就会由热负荷或电磁力产生弯曲应力而出现裂纹。由于中子照射，热传导率将降低1/5。更多石墨坩埚的信息可查看http://www.jasendg.com