Захват водорода в осаждаемые в плазме углеродные слои тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.08, кандидат физико-математических наук Шигин, Павел Анатольевич

• Шигин, Павел Анатольевич
• кандидат физико-математических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Шигин, Павел Анатольевич

Актуальность работы.

Основные цели и задачи работы.

Выносимые на защиту результаты.

Научная и практическая значимость работы.

Глава 1. Состояние исследований по захвату изотопов водорода в углеродных слоях

1.1. Захват изотопов водорода в осаждаемых в токамаках углеродных слоях.

1.1.1. Газовый баланс дейтерия в токамаках.

1.1.2. Захват изотопов водорода в осаждаемых углеродных слоях.

1.2. Методы удаления и кондиционирования осажденных пленок.

1.3. Лабораторные исследования углеродных слоев.

1.3.1. Влияние температуры подложки на структуру углеродных пленок.

1.3.2. Влияние температуры подложки на содержание в пленках водорода.

1.3.3. Зависимость структуры углеродных слоев и содержания в них водорода от энергии ионов.

1.3.4. Изменение структуры напыленных углеродных слоев под действием ионной бомбардировки.

1.3.5. Зависимость концентрации водорода в углеродных слоях от давления.

1.3.6. Кислород в углеродных слоях.

1.4. Механизм сорбции частиц на поверхности графита.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Захват водорода в осаждаемые в плазме углеродные слои»

Актуальность работы

Во многих современных токамаках в качестве одного из контактирующих с плазмой материалов используются графиты. Использование графитов в термоядерных установках обусловлено тем, что углерод имеет малый атомный номер; некоторые типы графитов и углеграфитовые композиты (CFC) устойчивы к большим тепловым нагрузкам, срывам плазмы. К отрицательным характеристикам графитов и композитов можно отнести их способность захватывать большие количества водорода, сравнительно высокие коэффициенты физического и химического распыления. Распыленные атомы углерода осаждаются в виде углеродных слоев как на контактирующих с плазмой материалах первой стенки токамаков, так и в теневых частях установок: в тени дивертора или лимитера, в диагностических портах камеры, в откачных патрубках и сорбируют значительные количества изотопов водорода. Исследования [1], проведенные на токамаках, показали, что в Tore Supra до 50 %, в JET до 40 %, в ASDEX Upgrade 3 - 4 % инжектируемого дейтерия аккумулируется в камере, предположительно, в основном в перепыленных углеродных слоях.

Захват газов в материалах первой стенки токамака и пленках является причиной неуправляемой десорбции изотопов водорода в процессе плазменного разряда, что приводит к потере контроля над экспериментом.

Накопление 700 г трития в камере ИТЭР, что соответствует предельно допустимой дозе, может произойти через 500 плазменных разрядов, если ИТЭР будет работать с графитовым дивертором. Согласно современным оценкам большая часть накопленного трития будет сосредоточена именно в переиапыленных углеродных слоях.

Разработка способов уменьшения захвата изотопов водорода в напыленные углеродные слои и методов их обезгаживания оказывается затруднительным из-за того, что до настоящего времени не выполнено систематических и всесторонних исследований процессов захвата и удержания водорода в осаждающиеся углеродные слои. Вследствие этого не выявлены важные закономерности и не ясны механизмы этих процессов. Исследование углеводородных слоев в токамаках сложно с технической точки зрения, требует значительных затрат времени и материальных средств. Имеющиеся разрозненные и часто противоречивые данные не позволяют выявить зависимости свойств перенапыленных слоев от условий экспериментов.

В лабораторных установках существует возможность детального изучения свойств получаемых слоев при различных параметрах осаждения. В таких работах были измерены зависимости количества захваченного водорода от энергий ионов углерода и водорода, приходящих на поверхность растущей пленки; показана связь между энергией ионов углерода и структурой пленки. Изучена зависимость структуры углеродных пленок от температуры осаждения. Исследования структуры углеродных слоев, совмещенные с их термодесорбционным (ТДС) анализом, установили связь между температурой десорбции водорода и гибридизацией атомов углерода. Вместе с тем до настоящего времени не выяснен целый ряд вопросов, непосредственно определяющих влияние осаждаемых углеродных слоев на работу токамака, в частности, особенности захвата водорода в растущие слои из нейтральной газовой фазы; влияние скорости осаждения, плазменного облучения и материала подложки на захват газа в формирующийся углеродный слой. Не разработаны механизмы десорбции изотопов водорода из углеродных слоев при их плазменном облучении.

Именно этим вопросам посвящена данная работа. На основе полученных результатов объясняются особенности захвата изотопов водорода в углеродные слои, осаждаемые в токамаках на примере Tore Supra. Даны рекомендации по уменьшению захвата изотопов водорода в углеродные пленки в токамаках.

Основные цели и задачи работы

Исходя из вышесказанного, основные цели работы были сформулированы следующим образом:

1. измерение параметров и выявление закономерностей захвата водорода в углеродные слои в процессе их осаждения: в остаточном газе, в водороде-газе и водородной плазме в зависимости от параметров сопутствующего плазменного облучения; от материала и температуры подложки;

2. измерение параметров и изучение закономерностей захвата изотопов водорода в осажденные углеводородные слои при их облучении дейтериевой плазмой;

3. разработка механизмов захвата и удержания изотопов водорода в углеродных слоях в процессе их осаждения и при последующем плазменном облучении;

4. объяснение на основании полученных результатов особенностей захвата изотопов водорода в углеродные слои, осаждаемые в токамаках на примере токамака Tore Supra;

5. выявление условий, при которых захват изотопов водорода в осажденные углеродные слои окажется наименьшим, и, соответственно, минимизируется рециклинг изотопов водорода в современных токамаках и захват и удержание трития в ИТЭР.

Для реализации целей работы были поставлены и решены следующие задачи:

1. создан напылительный стенд для изучения захвата водорода в осаждаемые углеродные слои;

2.' с использованием напылительного стенда исследован захват водорода в углеродные слои, осаждаемые в остаточном вакууме, при различных давлениях нейтрального водорода, при сопутствующем плазменном облучении, на разные материалы подложки, при различных температурах подложки;

3. определены закономерности и механизмы захвата и десорбции изотопов водорода в углеродных слоях;

4. изучено влияние плазменного облучения углеводородных слоев, осажденных плазмо-химическим методом, на содержание в них изотопов водорода;

5. создан материаловедческий зонд и термодесорбционный стенд для-токамака Tore Supra, предназначенные для одновременного экспонирования/ серии образцов в плазме токамака и для анализа захвата изотопов водорода в образцах;

6. с. помощью созданных приборов исследован захват изотопов, водорода, в слоях, осаждаемых в Tore Supra;

7. выявлены и объяснены; особенности: захвата водорода в углеродные слои, осаждаемые на первой! стенке токамака на примере Tore Supra.

Выносимые на защиту результаты

Г. Параметры и закономерности захвата изотопов водорода в углеводородные слои в; процессе их осаждения в; остаточном газе вакуумной установки и в атмосфере водорода, в том числе зависимость захвата от давления остаточного газа и;водорода-газа, скорости осаждения, температуры и материала подложки.

2. Параметры и закономерности захвата водорода в углеродные слои, осаждаемые при сопутствующем облучении; ионами, водородной плазмы, в частности, показано, что ионы с достаточно большой энергией (Е > 200' эВ/атом) могут проникать и захватываться} в глубоких слоях пленки,. увеличивая концентрацию водорода-H:G до; величины 0,4.

3. Закономерности и ■ механизмы захвата дейтерия в углеводородных слоях, облучаемых в дейтериевой плазме, в том числе, обнаружено явление обезгаживания глубоких слоев углеводородной пленки при облучении ионами плазмы;

4. Закономерности и особенности; захвата изотопов водорода в углеродные слои, осаждаемые в токамаках. Показано, что захват водорода увеличивается • при уменьшении скорости напыления.

Научная и практическая значимость работы

Созданная установка по осаждению углеродных слоев позволяет изучать напыление углеводородных, слоев в широком диапазоне экспериментальных параметров, таких как скорость напыления, давление газа, материал и температура подложки. Установка позволяет проводить сопутствующее плазменное облучение осаждаемых углеродных слоев.

Созданы материаловедческий зонд для токамака Tore Supra, предназначенный для одновременного экспонирования десяти образцов в плазме токамака, и термодесорбционный стенд, позволяющий проводить экспресс-анализ образцов, экспонированных в Tore Supra.

Выявлены основные закономерности сорбции водорода в осаждаемых углеродных слоях при различных параметрах осаждения, таких как: скорость осаждения; давление остаточного газа (85% Н20); давление нейтрального водорода; энергия ионов водорода, облучающих осаждаемый слой; материал и температура подложки. Показано, что: захват водорода происходил из сорбированного на поверхности слоя молекул воды; захват увеличивается с уменьшением скорости осаждения; сопутствующее облучение ионами низких энергий не увеличивает захват водорода; захват водорода в слоях, осаждаемых на подложку из пиролитического графита, меньше, чем на нержавеющую сталь.

Предложены механизмы захвата и удержания изотопов водорода в углеродных слоях в процессе их осаждения и сопутствующем плазменном облучении. Определены параметры и закономерности захвата дейтерия в углеводородных слоях и характер модификации состава слоев при их облучении дейтериевой плазмой. Показано, что присутствие водорода облегчает диффузию дейтерия в глубокие слои. В тоже время, дефекты, порождаемые ионной бомбардировкой, стимулируют эмиссию водорода из глубины пленки.

С помощью материаловедческого зонда изучены и объяснены особенности захвата изотопов водорода в напыленных углеродных слоях в Тоге Supra. Показано, что захват изотопов водорода в напыляемые в плазме токамака углеродные слои, главным образом, определяется скоростью осаждения слоев.

Сформулированы условия осаждения углеводородных пленок, при которых можно минимизировать захват изотопов водорода в токамаке.

Заключение диссертации по теме «Физика плазмы», Шигин, Павел Анатольевич

5. Выводы

Найдены закономерности захвата водорода в углеводородные пленки, напыленные: в остаточном газе вакуумной установки; в нейтральном водороде; при сопутствующем плазменном облучении; при разных температурах подложки; на разные материалы подложки. Показано, что:

1) при напылении в остаточном газе (85% Н20) концентрация водорода в пленках не зависит от давления остаточного газа и не превышает величину Н:С = 0,1 ± 0,02; концентрация кислорода не превышает 4 %. Сделан вывод, что захват водорода и кислорода происходил из сорбированного на поверхности слоя молекул воды;

2) при напылении в атмосфере нейтрального водорода концентрация водорода не зависит от давления водорода, но возрастает при уменьшении скорости напыления, достигая предельного значения Н:С = 0,4 + 0,04 при скорости осаждения 0,04 нм-с-1;

3) сопутствующее напылению низкоэнергетичное облучение (50 - 100 еВ/атом) ионами водорода углеводородных пленок, напыленных в атмосфере водорода, не влияет существенно на концентрацию водорода в пленке; сопутствующее высокоэнергетичное (> 200 эВ/атом) облучение повышает концентрацию водорода в пленках до 0,4. Сделано заключение, что при сопутствующем плазменном облучении ионами низких энергий захват водорода происходит по потенциальному механизму; при высокоэнергетичном облучении - по кинетическому;

4) в интервале температур к 370 - 500 К концентрация водорода в пленках, осажденных на пиролитический графит, в два раза меньше, чем на нержавеющую сталь; при температурах 700 и 900 К материал подложки не оказывает влияние на захват водорода в пленки, при этом концентрация водорода Н:С снижается до 0,05 и 0,02 соответственно. Сделан вывод, что углеродные слои, осаждаемые на подложку из пиролитического графита, имеют более высокую степень графитизации, чем пленки на нержавеющей стали, и, поэтому, захватывают меньше водорода;

5) повышение температуры подложек от 370 до 500 К понижает захват кислорода из молекул воды более, чем в 10 раз.

В экспериментах по облучению дейтериевой плазмой осажденных углеводородных слоев показано, что: понижение концентрации водорода в слоях происходило на глубинах (0 -200 нм) в несколько раз больших ширины зоны торможения; концентрация водорода Н:С в пленках понижалась не из-за изотопного обмена дейтерия с водородом, а из-за проникновения дефектов из зоны торможения в глубокие слои пленки; концентрация водорода в поверхностных слоях понижалась сильнее после ионной бомбардировки с энергией 50 eBD-1, чем с энергией 400 eB-D1. коэффициент диффузии изотопов водорода в углеводородных слоях на несколько порядков величины больше, чем в графитах; разрушенность структуры углеводородных слоев уменьшает скорость диффузии.

С помощью материаловедческого зонда было проведено осаждение углеводородных пленок в токамаке Tore Supra на подложки из CFC и на В4С. Результаты экспериментов позволили сделать следующие выводы: захват водорода и дейтерия в слоях, осажденных на покрытие В4С, был в несколько (2,7 - 6) раз меньше, чем в слоях, осажденных на CFC. Сделан вывод, что уменьшение захвата в слоях на В4С происходит из-за понижения сорбции водорода на атомах углерода; количество захваченных изотопов водорода слабо зависело от энергий (156 - 255 эВ-D"1) и флюенса ионов дейтерия (табл. 5) на поверхность растущей пленки; захват дейтерия и водорода в пленках, осажденных на СБС и В4С, повышался при уменьшении скорости осаждения. В частности, концентрация Б.С в слоях на СБС повышалась от 0,11 до 0,19 при уменьшении V от 25,8 до 4 нмс"1; в слоях, осажденных на В4С, Б:С увеличивалась от 0,02 до 0,1 при снижении V от 32,5 до 2,9 нм-с-1; концентрация (Н + Б):С в слоях, осажденных на В4С, в 5 - 10 раз меньше, чем в слоях на СБС; при плазменном облучении растущих слоев ионами дейтерия с энергиями 0 - 200 эВ Б-1 захват идет преимущественно по «потенциальному» механизму; при энергиях > 200 эВ О-1 наблюдается «кинетический» захват; несмотря на то, что скорости напыления в токамаке и в лабораторных условиях различаются более, чем на порядок величины, механизм захвата оказывается одинаковым в обоих случаях.

4.6. Заключение

Результаты экспериментов позволили сделать следующие выводы: захват водорода и дейтерия в слоях, осажденных на покрытие В4С, был в несколько (2,7 - 6) раз меньше, чем в слоях, осажденных на СБС. Сделан вывод, что уменьшение захвата в слоях на В4С происходит из-за понижения сорбции водорода на атомах углерода; количество захваченных изотопов водорода слабо зависело от энергий (156 - 255 эВ-Б-1) и флюенса ионов дейтерия (табл. 5) на поверхность растущей пленки; захват дейтерия и водорода в пленках, осажденных на СБС и В4С, повышался при уменьшении скорости осаждения. В частности, концентрация Б:С в слоях на СРС повышалась от 0,11 до 0,19 при уменьшении V от 25,8 до 4 нм-с-1; в слоях, осажденных на В4С, Б:С увеличивалась от 0,02 до 0,1 при снижении V от 32,5 до 2,9 нм-с-1; концентрация (Н + Б):С в слоях, осажденных на В4С, в 5 - 10 раз меньше, чем в слоях на СБС; при плазменном облучении растущих слоев ионами дейтерия с энергиями 0 - 200 эВБ-1 захват идет преимущественно по «потенциальному» механизму; при энергиях > 200 эВБ-1 наблюдается «кинетический» захват; несмотря на то, что скорости напыления в токамаке и в лабораторных условиях различаются более, чем на порядок величины, механизм захвата оказывается одинаковым в обоих случаях.

4.7. Практические рекомендации для токамаков

Результаты, полученные в проведенном исследовании, позволили сделать выводы о возможных мерах по уменьшению захвата изотопов водорода в токамаках, имеющих углеродосодержащие контактирующие с плазмой материалы (Т-10, строящиеся Т-15, ИТЭР, гибридные реактора [96, 97]): при температуре дивертора ~ 300 °С и энергии ионов изотопов водорода < 200 эВ/атом концентрация дейтерия в осажденных углеродных слоя будет (Н+Б+Т):С <0,1.

При температуре дивертора большей, чем 300 °С, можно ожидать, что концентрация (Н+Б+Т):С будет заметно ниже величины 0,1.

Поскольку водород может захватываться из молекул Н20, и, в последующем, увеличивать захват изотопов водорода за счет изотопного обмена, то для понижения захвата в углеродных слоях требуется: достижение как можно более низкого давления паров воды в камере токамака.

Эффективной мерой, позволяющей существенно уменьшить захват изотопов водорода в осаждаемые углеродные слои, является покрытие камеры токамака слоями В4С.

Рис. 4.15. Фотографии центральных областей образцов В1. А1, А2 до и после облучения.

Номер образца

Рис. 4.16. Общее количество десорбировавшихся частиц из образцов СРС

СМ I О н со

1Л О со ч о

X .0 т о о Оо О

300

600 900 1200

Температура, К

1500

Рис. 4.17. ТД спектры водорода из образцов СРС.

1.5x10

300 600 900 1200 1 500

Temperature, К

Рис. 4.18- ТД спектры из образцов CFC, подвергнутых различным процедурам подготовки. #1 - вырезан и продут в потоке аргона, #2 - вымыт в ультразвуковой ванночке в спирте, #3 - обработан аналогично #1, затем облучен ионами дейтерия. #4 - образец #2. выдержанный в течение 30 дней на воздухе после ТДС анализа. а> О со 0)

0) Г

1.2x10

17 9.0x1016

2 6.0x10

З.ОхЮ1* М и а 4

I-т— О Л оа 2

X Я! о

-1— -■-J-1-1-1-[-1- ■ NRAB1 1

- ♦ NRA ВЗ

- - \ 9 ■ ♦ Т i.i.i.

-4

-2 0 г, мм

Рис. 4.19. Распределение дейтерия на поверхности образцов В1 и ВЗ, измеренное методом ядерных реакций.

Время напыления одного монослоя, с

Рис. 4.20. Зависимость захват дейтерия в слоях, осаждаемых на СРС и В4С, от времени напыления одного монослоя. Около каждой точки указана соответствующая ей скорость напыления, в нм-с~!. Линии проведены для наглядности.

0,00 0,01 0,02 0,03 0,04

Время напыления одного монослоя, с

Рис. 4.21. Зависимость захват водорода и дейтерия в слоях, осаждаемых на СРС и В4С, от времени напыления одного монослоя.

II— 1.5Н

-В1, но

----в^,Dг

ВЗ, НО (х 0.25)

-----вз, о,

300 600 900 1200 Т, К

Рис. 4.22. ТД спектры Ш) и В2 из пленок, осажденных на СРС.

2 3 4

Номер образца

Рис. 4.23, Общее количество десорбировавшихся частиц из образцов В4С.

Рис. 4.24. ГД спектры водорода из образцов В4С.

Рис. 4.25. ТДС спектры из слоев, осажденных в Tore Supra на подложках из В4С. Для сравнения показан спектр водорода, полученный при имплантации В4С ионами с энергией 100 эВН 1 н флюенсом 6-101'' РГ-см-2 [78], десорбция водорода из которого имеет размерность 1014 атом-см-2-К"1,

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Шигин, Павел Анатольевич, 2009 год

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

4. 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.

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

6. 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.

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

8. С.А. Камнева, JI.H. Химченко, Б.В. Кутеев. Исследование упорядоченных структур на поверхности пленок, образованных в токамаке Т-10 // Нанотехника. 2008. N. 1. С. 100.

9. В.П. Будаев, Л.Н. Химченко. Фрактальная нано- и микроструктура осажденных пленок в термоядерных установках // ВАНТ. 2008. В. 3. С. 34.

10. J1.C. Данелян, В.В. Затекин, Б.Н. Колбасов, B.C. Куликаускас, П.В. Романов. Исследования накопления дейтерия в углеродно-дейтериевых пленках из токамака Т-10 // Поверхность. Рент, синхр. и нейтр. исслед. 2009. N. 3. С. 87.

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

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

13. 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.

14. 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.

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

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

17. W. Jacob, B. Landkammer, C.H. Wu. Removal of codeposited layers by ECR discharge cleaning // J. Nucl. Mater. 1999. V. 266-269 P. 552.

18. H. Nakamura, S. Higashijima, К. Isobe, A. Kaminaga, Т. Horikawa, H. Kubo, N. Miya, M. Nishi, S. Konishi, T. Tanabe. Application of glow discharges for tritium removal from JT-60U vacuum vessel // Fusion Eng. Des. 2004. V. 70. P. 163.

19. M. Nemoto, M. Shimada, N. Miya, S. Tsuji, R. Yoshino, M. Saidoh. Behavior of charge-exchanged deuterium flux and the relation to evacuated tritium in degassing discharges on JT-60U // J. Nucl. Mat. 1995. V. 220 222. P. 385.

20. F. Waelbroeck, J. Winter, P. Wienhold. Cleaning and conditioning of the walls by glow discharge in hydrogen // J. Vac. Sei. Technol. 1984. A2. P. 1521.

21. C. Grisolia, J. Bucalossi, T. Loarer, S. Vartanian, A. Grosman, G. Martin. Conditioning procedures in Tokamak: Tore Supra application // Vacuum. 2001. V. 60. P. 147.

22. N. Ogiwara, M. Maeno. Outgassing mechanism after the current decaying phase in disruptive and normal discharges in tokamak // J. Vac. Sei. Technol. 1990. A8. P. 3855.

23. W.L. Hsu. Glow discharge removal of codeposited carbon films in graphite-lined tokamak reactors //J. Vac. Sei. Technol. 1988. A7. P. 1047.

24. K. Maruyama, W. Jacob, J. Roth. Erosion behavior of soft, amorphous deuterated carbon flms by heat treatment in air and under vacuum // J. Nucl. Mat. 1999. V. 264. P. 56.

25. C. Hopf, W. Jacob, A. von Keudell. "The 10th International Workshop on Carbon Materials for Fusion Applications". Jülich, September, 17-19, 2003. "Chemical Sputtering of Hydrocarbon Films"

26. A.E. Городецкий, P.X. Залавутдинов, В.JI. Буховцев, С.П. Внуков, А.П. Захаров. Эрозия а-С:Н-пленок в смеси водород-закись азота // ВАНТ. 2008. В. 2. С. 12.

27. A.E. Gorodetsky, R.Kh. Zalavutdinov, I.I. Arkhipov, V.Kh. Alimov, A.P. Zakharov, S.P. Vnukov, V.L. Bukhovets, I.G. Varshavskaya. Transport and condensation of soft a-C:H film thermal decomposition products // J. Nucl. Mater. 2003. V. 313-316 P. 460.

28. T. Schwarz-Seiinger, C. Hopf, et. al. — "The 10th International Workshop on Carbon Materials for Fusion Applications". Jülich, September, 17-19, 2003. "Deposition of hydrogenated carbon films from nitrogen containing methane plasmas"

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

30. J.A. Ferreira, F.L. Tabares. Studies of the removal of hydrogenated carbon films by nitrogen glow discharges // Journal of Physics: Conference Series. 2008. V. 100. P. 062026.

31. C. Hopf, M. Schlüter, W. Jacob. Chemical sputtering of a-C:FI films by simultaneous exposure to energetic Ar+ ions and water vapor // Journal of Physics: Conference Series. 2008. V. 100. P. 062012.

32. M.A. Lomidze, S.L. Kanashenko, A.E. Gorodetsky, V.Kh. Alimov, A.P. Zakharov. Evolution of hydrogen-containing traps in graphite under helium ion bombardment // J. Nucl. Mater. 1994. V. 212-215. P. 1483.

33. T. Som, S. Kumar, V. N. Kulkarni. He+ ion induced hydrogen depletion from a-C:H films //Nucl. Inst. Met. B. 1999. V. 156. P. 212.

34. B. Tsuchiya, K. Morita, S. Yamamoto, S. Nagata, N. Ohtsu, T. Shikama, H. Naramoto. Re-emission of hydrogen implanted into graphite by helium ion bombardment // J. Nucl. Mater. 2003. V. 313. P. 274.

35. A.E. Городецкий, P.X. Залавутдинов, С.П. Внуков, А.П. Захаров. Осаждение углеводородных радикалов в потоке частично диссоциированного водорода // ВАНТ. 2005. В. 1.С. 46.

36. S. Schelz, Т. Richmond, P. Kania, P. Oelhafen, H.-J. Gtintherodt. Electronic and atomic structure of evaporated carbon films // Surface Science. 1996. V. 359 P.227

37. J. M. Yanez-Limb, F. Ruiz, and J. Gonzalez-Hernandez. Low temperature crystallization of sputtered carbon films // J. Appl. Phys. 1995. V. 78. 3015.

38. N. H. Cho, D. K. Veirs, J. W. Ager III, M. D. Rubin, and С. B. Hopper, D. B. Bogy effects of substrate temperature on chemical structure of amorphous carbon films // J. Appl. Phys. 1992. V. 71.2243.

39. P. Reinke, P. Oelhafen. Thermally induced structural changes in amorphous carbon films observed with ultraviolet photoelectron spectroscopy // J. Appl. Phys. 1997. V. 81. P. 2396.

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

41. P. Oelhafen, D. Ugolini. Amorphous hydrogenated carbon films. Les Edition de Physique, Les Ulis, 1987, Vol. 17, P. 267.

42. R. O. Dillon, J.A. Woollam, V. Katkanant. Use of Raman scattering to investigate disorder and crystallite formation in as-deposited and annealed carbon films // Phys. Rev. B. 1984. V. 29. P. 3482.

43. S. Sattel, J. Robertson, H. Ehrhardt. Effects of deposition temperature on the properties of hydrogenated tetrahedral amorphous carbon // J. Appl. Phys. 1997. V. 82. P. 4566.

44. 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.

45. 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.

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

47. 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

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

49. 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.

50. 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.

51. 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.

52. 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.

53. 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.

54. II. 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.

55. 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.

56. 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.

57. A. Allouche, Y. Ferro. Dissociative adsorption of small molecules at vacancies on the graphite (0001) surface // Carbon. 2006. V. 44. P. 3320.

58. W. A. Dino, Y. Miura, H. Nakanishi, H. Kasai, T. Sugimoto, T. Kondo. H2 dissociative adsorption at the armchair edges of graphite // Solid State Com. 2004. V. 132 P. 713.

59. W. A. Dino, Y. Miura, H. Nakanishi, H. Kasai, T. Sugimoto, T. Kondo. H2 Dissociative Adsorption at the Zigzag Edges of Graphite // e-J. Surf. Sci. Nanotech.2004. V. 2. P. 77.

60. T. Zecho, A. Guttler, J. Kuppers. A TDS study of D adsorption on terraces and terrace edge of graphite (0001) surface // Carbon. 2004. V. 42. P. 609.

61. E. Vietzke, M. Wada, M. Hennes. Reflection and adsorption of deuterium atoms and molecules on graphite // J. Nucl. Mater. 1999. V. 266 269. P. 324.

62. S.R. Kelemen, H. Freund, C.A. Mims. The dependence of H20 adsorption and reaction on the stucture of the carbon substrate // J. Vac. Sci. Technol. A. 1984. V. 2. P. 987.

63. E. Vietzke, T. Tanabe, V. Philipps, M. Erdweg, K. Flaskamp. The reaction of energetic 02+, thermal 02, and thermal 02/Ar+ on graphite and use of graphite for oxygen collector probe // J. Nucl. Mater. 1987. V. 145-147. P. 425.

64. A. Refke, V. Philipps, E. Vietzke. Chemical erosion behavior of graphite due to energetic oxygen impact // J. Nucl. Mater. 1997. V. 250. P. 13.

65. B. Marchon, J. Carrazza, H. Heinemann, G.A. Somorjai. TPD and XPS studies of 02, C02 and H20 adsorption on clean polycrystalline graphite // Carbon. 1988. V. 26. P. 507.

66. J. Biener, A. Schenk, B. Winter, C. Lutterloh, U. A. Schubert, J. Kuppers. Spectroscopic identification of С—H species in C:H films using HREELS // Surf. Sci. Let. 1993. V. 291.L725.

67. A. Schenk, B. Winter, J. Biener, C. Lutterloh, U. A. Schubert, J. Kuppers. Growth and thermal»decomposition of ultrathin ion-beam deposited C:H films // J. Appl. Phys. 1995. V.77. P.2462.

68. 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.

69. L. Begrambekov, O. Buzhinsky, A. Gordeev, E. Miljaeva, P. Leikin, P. Shigin. TDS investigation of hydrogen retention in graphites and carbon based materials // Physica scripta. 2004. T. 108. P. 72.

70. T. Ma, Y.-Z. Ни, H. Wang. Formation and coalescence of linear chains in growth of nanostructured sp-sp2 amorphous carbon films // Chem. Phys. Let. 2008. V. 462. P. 104.

71. 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. and Meth. B. 1997. V. 129. P.5.

72. Ch. Wild, P. Koidl. Thermal gas effusion from hydrogenated amorphous carbon films // Appl. Phys. Lett. 1987. V. 51. P. 1506.

73. H. Atsumi. Hydrogen bulk retention in graphite and kinetics of diffusion // J. Nucl. Mater. 2002. V. 307-311. P. 1466.

74. V.N. Chernikov, W.R. Wampler, A.P.' Zakharov, A.E. Gorodetsky. Deuterium trapping in deep traps of differently oriented pyrolytic graphite exposed to D2 gas at 1473 К // J. of Nucl. Mater. 1999. V. 264. P. 180.

75. J.P. Gunn. Magnetized plasma flow through a small orifice//Phys. Plasma. 2001. V. 8.1040.87. личное обсуждение с J.P. Gunn, 2003 2006.

76. J.P. Gunn. The influence of magnetization strength on the sheath: Implications for flush-mounted probes // Phys. Plasma. 1997. V. 4. P. 4435.

77. S. J. Tobin, J. T. Hogan, C. DeMichelis, С. C. Klepper, M. Mattioli, P. Monier-Garbet, D. Guilhem, W. R. Hess, R. C. Isler. Global carbon production and transport in Tore Supra // Plasma Phys. Control. Fusion. 1996. V. 38. P. 251.

78. 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

79. J.W. Davis, A.A. Haasz. Chemically enhanced self-sputtering of carbon // Appl. Phys. Let. 1990. V. 57. P. 1976.

80. B. Schunke, M. Lipa, C. Gil, J. Ilogan, D. Reiter, E. Tsitrone, V.S. Voitsenya. Modeling of plasma conditions for the mirror exposure study in Tore Supra. 32nd EPS Conference on Plasma Phys. Tarragona, 27 June 1 July 2005 ECA Vol.29C, P-4.082.

81. J. R. Anderson, I. M. Ritchie, M. W. Roberts. Rate of Hydrogen Dissociation at a Hot Tungsten Surface //Nature. 1970. V. 227. P. 704

82. Y. Yamauchi, Y. Hirohata, T. Hino, et al. Hydrogen retention of B4C converted graphite // Journal of Nuclear Materials. 1995. V. 220-222. P. 851.

83. Б.В. Кутеев, В.И. Хрипунов. Современный взгляд на гибридный термоядерный реактор // ВАНТ. 2009. В. 1. С. 3.

84. Э.А. Азизов, Г.Г. Гладуш, В.Н. Докука, P.P. Хайрутдинов, В.П. Смирнов, А.А. Гостев, А.В. Лопаткин, Н.А. Обысов. Использование компактных токамаков в качестве источника нейтронов для решения проблем ядерной энергетики // ВАНТ. 2009. В. 3. С. 3.