Физические процессы при очистке материалов стенок термоядерных установок от кислорода в водородной плазме тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.08, кандидат физико-математических наук Кузьмин, Арсений Александрович

• Кузьмин, Арсений Александрович
• кандидат физико-математических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Кузьмин, Арсений Александрович

Оглавление

Введение

Актуальность работы

Основные цели и задачи работы

Выносимые на защиту результаты

Научная и практическая значимости работы

Глава 1. Состояние исследований по захвату кислорода и изотопов водорода в углеродные материалы

1.1. Захват изотопов водорода в углеродные материалы

1.1.1. Газовый баланс дейтерия в токамаках

1.1.2. Захват изотопов водорода в осаждаемых углеродных слоях

1.1.3. Захват изотопов водорода в углеродные материалы, облучённые в лабораторных условиях

1.2. Лабораторные исследования углеродных и углеродно-вольфрамовых слоев

1.2.1. Зависимость структуры углеродных слоев и содержания в них водорода от

энергии ионов

1.3.4. Изменение структуры напылённых углеродных слоёв под действием ионной бомбардировки

1.3.5. Зависимость концентрации водорода в углеродных слоях от давления

1.3.6. Кислород в углеродных слоях

1.3.7. Углеродно-вольфрамовые слои, напылённые в плазме

1.4. Выводы

Глава 2. Захват дейтерия и кислорода в углеграфитовые материалы при их облучении в дейтериевой плазме с примесью кислорода

2.1. Установка плазменного облучения и термодесорбционного анализа

2.1.1. Описание установки

2.1.2. Узел крепления и нагрева образца

2.1.3 Схема электрической части установки

2.1.4 Методика проведения экспериментов

2

2.1.5. Параметры облучения

2.1.6. Оценка погрешностей измерения ТДС-спектров

2.1.7. Состав десорбировавшихся газов

2.2. Зависимость захвата дейтерия и кислорода в СРС от энергии облучающих ионов

2.2.1. Параметры облучения

2.2.2. Результаты и их обсуждение

2.3. Зависимость захвата дейтерия и кислорода в СРС от концентрации кислорода в рабочем газе

2.3.1. Параметры облучения

2.3.2. Результаты и их обсуждение

2.4. Зависимость захвата кислорода и дейтерия от плотности потока и дозы облучения

2.4.1. Параметры облучения

2.4.2. Результаты и их обсуждение

2.5. Выводы

Глава 3. Удаление кислорода из графитов при облучении в дейтериевой плазме

3.1 Введение

3.2. Методика экспериментов. Подготовительный этап

3.3. Результаты экспериментов по удалению кислорода из СБС

3.4. Обсуждение результатов экспериментов

3.4.1. Облучение углеграфитовых материалов в кислородосодержащей дейтериевой плазме

3.4.2. Удаление кислорода из углеграфитовых материалов облучением в дейтериевой плазме

3.5. Режимы облучения СБС в дейтериевой плазме с целью удаления внедрённого кислорода

3.6. Выводы

Глава 4. Захват водорода и кислорода в углеродные и углеродно-вольфрамовые слои, осаждённые в плазме

4.1. Установка плазменного облучения и осаждения покрытий

4.1.1. Конструкция стенда

4.1.2. Параметры стенда

4.2. Установка термодесорбционного анализа МИКМА

4.3. Результаты и обсуждение

4.3.1. Методика напыления углеродных плёнок

4.3.2. Захват водорода в углеродных плёнках, осаждаемых в аргоновой плазме с добавлением водорода

4.3.3. Захват водорода в углеродных плёнках в зависимости от скорости осаждения

4.3.4. Методика осаждения углеродно-вольфрамовых плёнок

4.3.5. Рост углеродно-вольфрамовых слоёв на подложках из разных материалов

4.3.6. Основные этап формирования углеродно-вольфрамового слоя

4.3.7. Захват водорода и кислорода в углеродно-вольфрамовые слои, напыляемые в плазме

4.4. Выводы

Заключение

Список цитированной литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Физические процессы при очистке материалов стенок термоядерных установок от кислорода в водородной плазме»

Введение.

Актуальность работы.

Наличие кислородной примеси в плазме термоядерных установок существенно снижает их энергетические и эксплуатационные параметры, усложняет управление установками и интерпретацию получаемых результатов. Большие количества кислорода накапливаются в процессе работы токамака в графитовых элементах первой стенки в осаждённых углеродных и углеродно-вольфрамовых слоях, что затрудняет его удаление из плазмы в процессе подготовительных процедур. При последующем взаимодействии потока частиц и излучения плазмы с поверхностью графита в плазме оказывается большое количество кислорода. Это приводит к увеличению радиационных потерь из плазмы и, соответственно, к необходимости увеличения вкладываемой в плазму мощности. Другим отрицательным явлением в токамаках, обусловленным присутствием в плазме кислорода, является интенсивное распыление ионами кислорода поверхности первой стенки и загрязнение плазмы продуктами распыления. Эти и ряд других явлений, связанных с захватом и накоплением кислорода в контактирующих с плазмой графитовых элементах первой стенки определяют важность решения проблемы кислорода в плазме для современного этапа термоядерных исследований.

Данная работа является чрезвычайно актуальной, поскольку в ней проведено систематическое исследование параметров, закономерностей и механизмов захвата кислорода и водорода в графиты, облучаемые в водородной плазме с примесью кислорода, исследованы закономерности формирования углеродных и углеродно-вольфрамовых слоев и захват в них кислорода и предложена методика удаления кислорода (кондиционирования первой стенки) с помощью облучения плазмой «чистящих» разрядов.

Основные цели и задачи работы.

Основной целью проведенной работы являлось исследование закономерностей захвата кислорода и водорода в углеграфитовые материалы облучаемые в водородной плазме с примесью кислорода; исследование процессов, определяющих удаление кислорода из углеграфитовых материалов при облучении в дейтериевой плазме и разработка методики его удаления; исследование формирования углеродных и углеродно-вольфрамовых слоев, напыляемых в плазме, и особенностей захвата ими кислорода и водорода.

Для достижения этой цели были сформулированы следующие задачи исследования:

Измерение параметров и изучение закономерностей захвата водорода в углеграфитовый композит СБС и пиролитический графит при облучении в водородной плазме с примесью кислорода.

Выявление закономерностей формирования углеродно-вольфрамовых плёнок, напылённых в плазме.

Исследование закономерностей захвата водорода и кислорода в углеродные и углеродно-вольфрамовые плёнки.

Изучение закономерности и разработка методики удаления кислорода из графитов при облучении в дейтериевом разряде.

Выносимые на защиту результаты.

1. Захват водорода и кислорода в углеграфитовые материалы, контактирующие с водородной плазмой, а также в углеродные и в углеродно-вольфрамовые слои, напыляемые в плазме, растёт при увеличении в ней концентрации кислородной примеси до определенной величины и спадает при дальнейшем её увеличении 1.1.Рост захвата водорода при появлении в плазме кислородной примеси обусловлен тем, что атомы и ионы кислорода активируют поверхность

углеграфитовых материалов и интенсифицируют потенциальный механизм захвата атомов водорода из водородосодержащих молекул, сорбированных на их поверхности.

1.2.Уменьшение захвата водорода при увеличении концентрации кислородной примеси в плазме выше определённой величины происходит в результате увеличения степени покрытия поверхности углеграфитовых материалов молекулами Н20, ИБО, Б20 и, соответственно, уменьшением возможности активации поверхности ионами и атомами кислорода плазмы.

2. При облучении графитов ионами водородной плазмы с примесью кислорода максимум распределения кислорода смещается на глубину, сравнимую с проективным пробегом ионов водорода, в результате его участия в каскадах смещения, создаваемых последними.

3. Удаление кислорода, имплантированного в углеграфитовые материалы, при их облучении ионами водорода происходит, в основном, за счёт распыления поверхностного слоя, содержащего атомы кислорода.

4. Толщина слоя, который необходимо распылить ионами водорода для удаления кислорода, имплантированного в графит, может оказаться значительно большей толщины слоя, содержащего кислород до начала облучения, в результате того, что максимум распределения кислорода, постоянно смещаясь по мере распыления поверхности, остаётся на примерно постоянном удалении от поверхности.

5. В тех случаях, когда углеродные и углеродно-вольфрамовые слои, напыляемые в плазме, не облучаются быстрыми атомарными частицами плазмы, захват водорода и кислорода в них происходит по «потенциальному» механизму, в основном, из молекул воды, сорбированных на поверхности слоя. Захват стимулируется ионами плазмы, активирующими поверхность слоёв.

6. Захват кислорода и водорода из сорбированных молекул воды в углеродные слои увеличивается при увеличении активирующего поверхность потока ионов плазмы и уменьшается при увеличении потока молекулярного водорода, способствующего уменьшению концентрации молекул воды в поверхностном слое.

Научная и практическая значимости работы.

В диссертационной работе впервые экспериментально определены основные закономерности захвата кислорода и водорода в углеграфитовые материалы, контактирующие с водородной плазмой с примесью кислорода. Определены закономерности захвата. Выявлены закономерности удаления кислорода из углеграфитовых материалов при облучении в дейтериевом разряде.

Практическая значимость работы определяется тем, что в ней разработана методика удаления кислорода (кондиционирования) элементов первой стенки токамаков, выполненных из графита, с помощью облучения плазмой «чистящих» разрядов.

Заключение диссертации по теме «Физика плазмы», Кузьмин, Арсений Александрович

4.4. Выводы.

Определены закономерности формирования углеродно-вольфрамовых слоев, напыляемых в плазме, на подложки из нержавеющей стали, вольфрама и углерода. Определены толщины слоев, после достижения которых напыляемые слои начинают разрушаться, превращаясь, в конечном итоге, в пыль в условиях термоядерных установок. Для углеродно-вольфрамовых слоев, напылённых на подложки из вольфрама и графита эта толщина составила 2,5 мкм, на подложки из нержавеющей стали - 1 мкм.

Показано, что в тех случаях, когда углеродные и углеродно-вольфрамовые слои, напыляемые в плазме, не облучаются быстрыми атомарными частицами плазмы, захват водорода и кислорода в них происходит по «потенциальному» механизму, в основном, из молекул воды, сорбированных на поверхности слоя. Захват стимулируется ионами плазмы, активирующими поверхность слоёв.

Обнаружено, что захват кислорода и водорода из сорбированных молекул воды в углеродные слои увеличивается при увеличении активирующего поверхность потока ионов плазмы и уменьшается при увеличении потока молекулярного водорода, способствующего уменьшению концентрации молекул воды в поверхностном слое. Выявлена зависимость захвата водорода и кислорода в углеродные и углеродно-вольфрамовые слои от давления водорода.

Заключение.

1. В работе проведены экспериментальные исследования и определены основные закономерности захвата водорода и кислорода в углеграфитовые материалы, облучаемые в водородной плазме с примесью кислорода; изучен механизм и разработаны основные положения методики удаления кислорода из СБС облучением в водородной плазме; выявлены закономерности формирование углеродных и углеродно-вольфрамовых плёнок при напылении в плазме и особенности захвата в них водорода и кислорода.

2. Проведены следующие эксперименты и получены результаты:

- измерен захват водорода и кислорода в СБС при облучении в Б2 + 2% 02 плазме ионами различных энергий (от -12 эВ/атом до 1000 эВ/атом) и при облучении электронами со средней энергией -10 эВ,

- измерен захват водорода и кислорода в СБС при облучении в плазме с различной концентрацией кислорода в рабочем газе (от 0,2% до 7%),

- исследован характер распределения захваченного кислорода по глубине,

- проведены эксперименты по удалению кислорода, захваченного в СБС и в Рв в Б2 + 2% 02 плазме, при облучении ионами дейтериевой плазмы с энергиями 100 и 400 эВ,

- проведены эксперименты по осаждению углеродных и углеродно-вольфрамовых слоёв на подложки их нержавеющей стали, вольфрама и графита и по изучению захвата в них кислорода и водорода.

3. Показано, что наличие кислорода в плазме приводит к увеличению захвата дейтерия в СБС, в основном, по «потенциальному» механизму. Основным источником захватываемых частиц являются сорбированные на поверхности молекулы Н20, ИБО, Б20. Захват водорода достигает максимума при определённой концентрации кислорода в рабочем газе. (В наших экспериментах -это почти шестикратное увеличение при концентрации кислорода -2% по сравнению с захватом в водородной плазме). Последующее уменьшение захвата, предположительно, объясняется увеличением степени покрытия поверхности молекулами Н20, ИБО, Б20 при увеличении концентрации кислорода в рабочем газе и, соответственно, уменьшением возможности активации поверхности ионами и атомами кислорода плазмы.

4. Захват кислорода в CFC, облучаемом в D-0 плазме, происходит в слое, соизмеримом с зоной торможения ионов водорода. Величина захвата изменяется синхронно с захватом водорода.

5. Установлено, что удаление кислорода, имплантированного в углеграфитовые материалы, при его облучении ионами дейтериевой плазмы происходит, в основном, за счёт распыления слоя, содержащего атомы кислорода. Для их удаления из PG распылялась поверхность примерно на глубину пробега ионов кислорода, а для удаления кислорода из CFC - на глубину, значительно превышающую толщины слоя торможения ионов кислорода и дейтерия.

6. Сделан вывод о том, что при облучении CFC ионами дейтерия происходит перемещение имплантированных атомов кислорода в глубину в результате их участия в каскадах столкновений, порождаемых внедряющимися ионами дейтерия. В распыляемых приповерхностных слоях оказывается лишь «хвост» распределения кислорода, а максимум распределения, смещаясь по мере распыления поверхности, остаётся на постоянной относительно неё глубине в течение большей части времени распыления. В результате, скорость удаления кислорода оказывается низкой, слабо меняется в процессе его удаления, и также, как толщина распыляемого слоя и время удаления, зависит от энергии ионов дейтерия, определяющей как скорость распыления, так и скорость смещения атомов кислорода в глубину. Практически полное удаления кислорода из CFC при энергии ионов дейтерия 400 эВ достигалось за 80 - 100 минут после распыления слоя толщиной > 1000 нм, а при энергии ионов дейтерия 100 эВ - за 180 - 200 минут после распыления слоя толщиной примерно 600 нм. Сформулированы рекомендации по оптимизации методики удаления кислорода из CFC облучением в дейтериевой плазме.

7. Установлены закономерности формирования углеродно-вольфрамовых слоёв, напыляемых в плазме, на подложки из нержавеющей стали, вольфрама и

111 графита. В слоях, осаждённых на подложки из графита и вольфрама, выявлено формирование карбидных фаз. Определены толщины, после которых напыляемые слои начинают разрушаться и отслаиваться, что в условиях термоядерных установок приводит к образованию пыли. Для углеродно-вольфрамовых слоёв на подложках из вольфрама и графита эта толщина составляла ~ 2,5 мкм, на подложках из нержавеющей стали ~ 1 мкм.

8. Показано, что в тех случаях, когда углеродные и углеродно-вольфрамовые слои, напыляемые в плазме, не облучаются быстрыми атомарными частицами плазмы, захват водорода и кислорода в них происходит по «потенциальному» механизму, в основном, из молекул воды, сорбированных на поверхности слоя. Обнаружено, что захват увеличивается при увеличении активирующего поверхность потока ионов плазмы и уменьшается при увеличении потока молекулярного водорода. Выявлена зависимость захвата водорода и кислорода в углеродные и углеродно-вольфрамовые слои от давления водорода.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Кузьмин, Арсений Александрович, 2011 год

Список цитированной литературы

1. Т. Loarer. Fuel retention in tokamaks // J. Nucl. Mater. 2009. V. 390-391. P. 20.

2. M. Chatelier on behalf of Equipe Tore Supra. Integration of high power, long pulse operation in Tore Supra in preparation for ITER // Nuclear Fusion. 2007. V. 47. S. 579.

3. A.A. Сковорода, A.B. Спицын, C.B. Янченков, Я.В. Зубавичус. Углеродные структуры и оборот водородного топлива в термоядерных установках // ВАНТ. 2008. N.3. С. 15.

4. Р К. Mioduszewski, J.T. Hogan, L.W. Owen, R. Maingi, D.K. Lee, D.L. Hillis, C.C. Klepper, M.M. Menon, C.E. Thomas, T. Uckan,M.R. Wade, M. Chatelier, C. Grisolia, Ph. Ghendrih, A. Grosman, T. Hutter, T. Loarer, B. Pegourier, M.A. Mahdavi, M. Schaffer. Experiments on steady state particle control in Tore Supra and DIII-D // J. Nucl. Mat. 1995. V. 220 - 222. P. 91.

5. J. Bucalossi, C. Brosset, B. Pegourie, E. Tsitrone, E. Dufour, A. Eckedahl, A. Geraud, M. Goniche, J. Gunn, T. Loarer, P. Monier-Garbet, J.C. Vallet, S. Vartanian. Deuterium in-vessel retention characterisation through the use of particle balance on Tore Supra // J. Nucl. Mat. 2007. V. 363-365. P. 759.

6. E. Tsitrone, D. Reiter, T. Loarer, C. Brosset, J. Bucalossi, L. Begrambekov, C. Grisolia, A. Grosman, J. Gunn, J. Hogan, R. Mitteau, B. Pegourie, P. Ghendrih, R. Reichle, P. Roubin. Role of wall implantation of charge exchange neutrals in the deuterium retention for Tore Supra long discharges // J. Nucl. Mat. 2005. V. 337339. P. 539.

7. B.N. Kolbasov, P.V. Romanov, M.I. Guseva, B.I. Khripunov, V.G. Stankevich, N.Yu. Svechnikov, A.M. Zimin. Some recent Russian studies of hydrogen isotope retention in plasma facing materials // Plas. Dev. Oper. 2006, V. 14. P. 303.

8. M. Ulrikson, H.F. Dyllam, P.H. LaMarche. Particle balance in TFTR // J. Vac. Sci. Technol. 1988. A6. P. 2001.

9. P.V. Romanov, B.N. Kolbasov, V.Kh. Alimov, V.M. Gureev, A.G. Domantovskij, L.N. Khimchenko, P.N. Orlov. Microstructure and deuterium content of tokamak T-10 carbon erosion products // J. Nucl. Mat. 2002. V. 307 - 311. P. 1294.

10. Н.Ю. Свечников, В.Г. Станкевич, A.M. Лебедев, К.А. Меньшиков, Б.Н. Колбасов, М.И. Гусева, Л.Н. Химченко, Н.М. Кочергинский, Р. Дхармараджан, Ю.Ю. Костецкий. Исследования температурных и спектроскопических характеристик однородных углеродно-дейтериевых эрозионных плёнок из токамака Т-10 // ВАНТ. 2004. В. 3. С. 3.

11. Б.Н. Колбасов, М.И. Гусева, В.М. Гуреев, Л.С. Данелян, П.Н. Орлов, А.Ю. Пашков, Л.Н. Химченко, П.В. Романов, В.Х. Алимов, В.Л. Гончаров. Исследование выделения дейтерия из углеродных плёнок, образовавшихся в токамаке Т-10 // ВАНТ. 2006. В. 2. С. 50.

12. С.А. Камнева, Л.Н. Химченко, Б.В. Кутеев. Исследование упорядоченных структур на поверхности плёнок, образованных в токамаке Т-10 // Нанотехника. 2008. N. 1. С. 100.

13. В.П. Будаев, Л.Н. Химченко. Фрактальная нано- и микроструктура осаждённых плёнок в термоядерных установках // ВАНТ. 2008. В. 3. С. 34.

14. Л.С. Данелян, В.В. Затекин, Б.Н. Колбасов, B.C. Куликаускас, П.В. Романов. Исследования накопления дейтерия в углеродно-дейтериевых плёнках из токамака Т-10 // Поверхность. Рент, синхр. и нейтр. исслед. 2009. N. 3. С. 87.

15. Н.Ю. Свечников, В.Г. Станкевич, Л.П. Суханов, К.А. Меньшиков, A.M. Лебедев, Б.Н. Колбасов, Я.В. Зубавичус, Д. Раджаратнам. Адсорбционные состояния протия и дейтерия в переосаждённых полимерных углеводородных плёнках из токамака Т-10 // Поверхность. Рент, синхр. и нейтр. исслед. 2009. N. 6.С. 5.

16. С. Brosset, Н. Khodja. Deuterium retention in deposited carbon layers in Tore Supra // J. Nucl. Mat. 2005. V. 337 - 339. P. 664.

114

17. H. Khodja, С. Brosset, N. Bernier. Deuterium inventory in plasma facing materials by means of NRA: A microbeam probe approach // Nucl. Inst. Met. B. 2008. V. 266. P. 1425.

18. V. Rohde, H. Maier, K. Krieger, R. Neu, J. Perchermaier. Carbon layers in the divertor of ASDEX Upgrade // J. Nucl. Mater. 2001. V. 290-293 P. 317.

19. M. Mayer, V. Rohde, A. von Keudell. Characterisation of deposited hydrocarbon layers below the divertor and in the pumping ducts of ASDEX Upgrade // J. Nucl. Mater. 2003. V. 313-316 P. 429.

20. C. Hopf, Т. Schwarz-Seiinger, et. al. Surface loss probabilities of hydrocarbon radicals on amorphous hydrogenated carbon film surfaces // J. Appl. Phys. 2000. V. 87. P. 2719.

21. K. Teii. Structure changes in a-C:H films in inductive CH4/Ar plasma deposition // Thin Solid Films. 1998. V. 333. P. 103.

22. Кузьмин A.A., Айрапетов A.A., Беграмбеков Л.Б., Шигин П.А., Вопросы атомной науки и техники. Серия: Термоядерный синтез. 2009. № 3. С. 30-34.

23. Y.Nobuta, T.Arai, J.Yagyu, et.al. - J. Nucl. Mater., 390-391 (2009) 643-646

24. V.Kh. Alimov, R. Schwörer, B.M.U. Scherzer and J.Roth. -J. Nucl. Mater 187 (1992) 191-196.

25. Y. Hirohata, et al.- J. Nucl. Mater. 337-339 (2005) 609-613.

26. П.А.Шигин, Захват водорода в осаждаемые в плазме углеродные слои -Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. - Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Москва, 2009

27. B.L. Doyle, et. al. - J. Nucl. Mater. 551 (1980) 93-94

28. S.A. Cohen and G.M. Mc Cracken - J. Nucl. Mater. 84 (1979) 157

29. J.W. Davis, A.A. Haasz - J. Nucl. Mater. 217 (1990) 206-208

30. J.W. Davis, A.A. Haasz and D.S. Walsh - J. Nucl. Mater. 176&177 (1990) 942

115

31. E. Vietzke, F.Flaskamp and V. Philipps - J. Nucl. Mater. 51 (1987) 964

32. B.M.U. Scherzer, R. Behrish, W. Eckstein, U. Littmark, J. Roth and M.F. Sinha -J. Nucl. Mater. 63 (1976) 100

33. J. Roth, et al - J. Nucl. Mater 93-94 (1980) 601

34. W.R. Wampler and C.W. Magee - J. Nucl. Mater. 103-104 (1981) 509

35. R.A. Langley, R.S. Blewer and J. Roth - J. Nucl. Mater. 76-77 (1978) 313

36. J. Winter, H.G. Wienhold, et. al. - Nucl. Instr. and Meth. B23 (1987) 538

37. K. Maruyama, W. Jacob, J. Roth - J. Nucl. Mater. 264 (1999) 56-70

38. R.A. Causey, M.I. Baskes and K.L. Wilson - J. Vac. Sci. Technol. A5 (1987) 2768

39. R.A. Causey, K.L. Wilson - J. Nucl. Mater. 138 (1986) 57

40. R.A. Langley - J. Vac. Sci. Technol. A5 (1987) 2205

41. P.C. Stangeby, O. Auciollo and A.A. Haasz - J. Nucl. Mater. 122-123 (1984) 1592

42. W. Jacob - J. Nucl. Mater. (1998) 1-42

43. D. Hildebrandt, et al - J. Nucl. Mater. 266-269 (1999) 532

44. W.R. Wampler, B.L. Doyle, RA. Causey, K.L. Wilson - J. Nucl. Mater. 176&177 (1990)983

45. V.Kh. Alimov, A.E. Gorodetsky and A.P. Zakharov - J. Nucl. Mater. 198 (1991) 27

46. Sagara, H. Suzuki and N. Ohyabu et. al. - J. Nucl. Mater. 220-222 (1995) 627

47. W.R. Wampler and B.L. Doyle - J. Nucl. Mater. 162-164 (1989) 1025

48. M.A. Lomidze, A.E. Gorodetsky, S.L. Kanashenko et. al. - J. Nucl. Mater. 208 (1994) 313

49. M. Chhowalla, A. C. Ferrari, J. Robertson, G. A. J. Amaratunga. Evolution of sp2 bonding with deposition temperature in tetrahedral amorphous carbon studied by Raman spectroscopy//Appl. Phys. Let. 2000. V. 76. P. 1419.

50. M. Chhowalla, J. Robertson, C. W. Chen, S. R. P. Silva, C. A. Davis, G. A. J. Amaratunga, W. I. Milne. Influence of ion energy and substrate temperature on the

116

optical and electronic properties of tetrahedral amorphous carbon (ta-C) films // J. Appl. Phys. 1997. V. 81. P. 139.

51. P. J. Fallon, V. S. Veerasamy, C. A. Davis, J. Robertson, G. A. J. Amaratunga, W. I. Milne, J. Koskinen. Properties of filtered-ion-beam-deposited diamondlike carbon as a function of ion energy // Phys. Rev. B. 1993. V. 48. P. 4777.

52. Y. Lifshitz, G.D. Lempert, S. Rotter, I. Avigal, C. Uzan-Saguy, R. Kalish, J. Kulik, D. Marton, J.W. Rabalais. The effect of ion energy on diamond-like/graphitic

3 2

(sp /sp ) nature of carbon films deposited by ion beams // Diam.& Rel. Mat. 1994. V. 3. P. 542.

53. J. Robertson, E.P. O'Reilly. Electronic and atomic structure of amorphous carbon // Phys. Rev. B. 1987. V. 35. P. 2946.

54. J.W. Zou, K. Reichelt, K. Schmidt, B. Dischler. The deposition and study of hard carbon films // J. Appl. Phys. 1989. V. 65. P. 3914

55. M.A. Tamor, W.C. Vassell, K.R. Carduner. Atomic constraint in hydrogenated "diamond-like" carbon//Appl. Phys. Lett. 1991 V. 58. P.592.

56. M. Weiler, S. Sattel, T. Giessen, K. Jung, H. Ehrhardt, V.S. Veerasamy, J. Robertson. Preparation and properties of highly tetrahedral hydrogenated amorphous carbon //Phys. Rev. B. 1996. V. 53. P. 1594.

57. P. Reinke, G. Francz, P. Oelhafen, J. Ullmann. Structural changes in diamond and amorphous carbon induced by low-energy ion irradiation // Phys. Rev. B. 1996. V. 54. P. 7067.

58. D. Ugolini, J. Eitle, P. Oelhafen. Electron Spectroscopy Measurements on Hydrogen Implanted Graphite and Comparison to Amorphous Hydrogenated Carbon Films (a-C:H) // Appl. Phys. A. 1992. V. 54. P. 57.

59. Y.H. Cheng, Y.P. Wu, J.G. Chen, X.L. Qiao, C.S. Xie, B.K. Tay, S.P. Lau, X. Shi. On the deposition mechanism of a-C:H films by plasma enhanced chemical vapor deposition // Surface and Coatings Technology. 2000. V. 135. P. 27.

60. M. Silinskas, A. Grigonis, V. Kulikauskas, I. Manika. Hydrogen influence on the structure and properties of amorphous hydrogenated carbon films deposited by direct ion beam // Thin Solid Films. 2008. V. 516 P. 1683.

61. H. Yoshida, M. Taniguchi, K. Yokoyama, Y. Yamauchi, Y. Hirohata, M. Akiba, T. Hino // Hydrogen retention of carbon dust prepared by arc discharge and electron beam irradiation. Fusion Engineering and Design. 2004. V. 70. P. 201.

62. C Adelhelm, M Balden, F Kost, A Herrmann, S Lindig. Thermal induced structural changes of a-C and a-C:Ti films analyzed by NEXAFS and XPS // Journal of Physics: Conference Series. 2008. V. 100. S. 062033.

63. Qing Zhang, S. F. Yoon, Rusli, H. Yang, J. Ahn. Influence of oxygen on the thermal stability of amorphous hydrogenated carbon films // J. Appl. Phys. 1998. V. 83. P. 1349.

64. M.I. Guseva, V.M. Gureev, L.S. Danelyan, V.S. Kulikauskas, S.N. Korshunov, Yu. V. Martynenlco, P.G. Moskovkin, I.D. Skorlupkin, V.V. Zatekin. Study fo co-deposited catbon layers and of mixed (W+C) layers on tungsten and graphite in a plasma accelerator // Vacuum 2002. V. 67. P. 253-260

65. Fan C. Sze, Leo Chousal, Russ P. Doerner, Stan Luckhardt. Growth of redeposited carbon and its impact on isotpe retention properties on tungsten in a high flux deuterium plasms.

66. A. Airapetov, L. Begrambekov, C. Brosset, J.P. Gunn, C. Grisolia, A. Kuzmin, T. Loarer, M. Lipa, P. Monier-Garbet, P. Shigin, E. Tsitrone, A. Zakharov. Deuterium trapping in carbon fiber composites exposed to D plasma // Journal of Nuclear Materials, Volumes 390-391, 2009, Pages 589-592

67. K. Ashida, K. Ichimura, M. Matsuyama and K. Watanabe. - J. Nucl. Mater. 128129 (1984) 792-797.

68. R.K. Jan, D.Reiter, U. Samm, Collision Processes in Low-Temperature Hydrogen Plasma // FZ-Jiielich Report No. Jiil-4105 (Dec.2003)

118

69. А.А. Айрапетов, Закономерности и механизмы захвата водорода в углеграфитовые материалы при облучении в плазме - Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. -Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Москва, 2011г.

70. Айрапетов А.А., Беграмбеков Л.Б., Вергазов С.В., Захаров A.M., Кузьмин А.А., Садовский Я.А., Шигин П.А., Захват и удержание кислорода и дейтерия в углеграфитовом композите при облучении в дейтериевой плазме с примесью кислорода // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Термоядерный синтез. 2009. № 3. С. 25-29.

71. Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник // Издательство «Химия», Ленинградское отделений, 1978 г.

72. A. Refke, V. Phillips, Е. Vietzke. Photoelectron spectroscopy stuies of carbon based fusion reactor materials // J. Nucl. Mater. 250 (1997) 13-22

73. A. Airapetov, L. Begrambekov, C. Brosset, J.P. Gunn, C. Grisolia, A. Kuzmin, T. Loarer, M. Lipa, P. Monier-Garbet, P. Shigin, E. Tsitrone, A. Zakharov, Deuterium trapping in carbon fiber composites exposed to D plasma // Journal of Nuclear Materials, Volumes 390-391, 2009, Pages 589-592

74. А.А.Айрапетов, Л. Б.Беграмбеков, С.В.Вергазов, А.А.Кузьмин, О.С.Фадина, П.А.Шигин, Спектры термодесорбции водорода из графитов и их связь с условиями имплантации и удержания // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. - 2010, N 7. - С.23-28

75. Koborov N.N., Kuzovlev A.I., Kurnaev V.A., Remizovich V.S., Trifonov N.N. Energy distributions of particles transmitted through free foils at oblique incidence //Nucl. Instr. andMeth. 1977 B.129, P.5-10.

76. A. Airapetov, L. Begrambekov, S. Bremond, D. Douai, A. Kuzmin, Ya. Sadovsky, P. Shigin and S. Vergasov. Glow discharge cleaning of carbon fiber composite and stainless stee // Journal of Nuclear Materials 415 (2011) S1042-S1045.

77. Беграмбеков Л.Б., Айрапетов A.A., Вергазов C.B., Кузьмин А.А., Шигин П.А., Садовский Я.А., Удаление кислорода из углеграфитового композита и нержавеющей стали, облучаемой в дейтериевом тлеющем разряде // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Термоядерный синтез. 2010. № 3. С. 29-34.

78. Begrambekov, L. В., Kuznetsov, A. S.,& Shigin, Р.А. Hydrogen trapping in depositing carbon films //Journal of Nuclear Materials, 390-391 (2009) 685-688

79. J. Roth, B.M.U. Scherzer, R.S. Blewer et al. Trapping, detrapping and replacement of keV hydrogen implanted into graphite // J. Nucl. Mater. 1980. V. 93-94. P. 601

80. Wenmin Wang, W. Jacob, J. Roth. Oxidation and hydrogen isotope exchange in amorphous, deuterated carbon films // J. Nucl. Mater. 1997. V. 245. P. 66.

81. W. Eckstein, C. Garcia-Rosales, J. Roth and W. Ottenberger, "Sputtering data, IPP 9/82, Max-Planck-Institut fur Plasmaphysik, Garching bei Munchen, Feb. 1993

82. Беграмбеков Л.Б., Гордеев A.A., Садовский Я.А., Осаждение двухкомпонентных металлических слоев в плазме при высоких температурах // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2008 №5, С. 109-112