Описание СТМ

Существующая проблема

При протекании плазмы в токамаке происходит распыление обкладок графитовых лимитеров, которые служат защитой стенок камеры токамака от повреждения плазмой. Распыленный графит перепыляется на поверхность внутренних деталей и узлов установки, где со временем образуются довольно толстые (20-30 мкм) углеродные пленки.

Такие пленки опасны по двум причинам. Во-первых, перепыленный графитовый мусор может повредить установку или какой-либо диагностический прибор. Во-вторых, такие пленки обладают большой адсорбирующей способностью и «вытягивают» из внутренней атмосферы токамака дорогие тритий и дейтерий.

Схема эксперимента

С помощью манипулятора через экспериментальный канал СТМ доставляют внутрь установки в непосредственную близость плазменного шнура. Перед стартом токамака сканируют участок образца, который в последствие служит эталоном для сравнения с последующимми кадрами. Работа токамака носит импульсный характер. Длина каждого импульса для Т-10 составляет 1 с (время существования плазмы). За это время на образец наносится небольшое количество графита. СТМ фиксирует процесс осаждения в виде серии последовательных кадров. Далее таже самая область сканируется во время каждого последующего импульса. По накопленной серии кадров возможно судить о динамике перепыления графита на образец.

СТМ-кадры, полученные в ходе эксперимента:

1. Чистый графит. 715х715х11 нм	2. Тотже участок после 5-10 импульсов. 1010 х1010 х24 нм

3. После 10-20 импульсов. 1299х1299х58 нм	4. После 20-30 импульсов. 756х756х97 нм

А так выглядят углеродные пленки, которые осадились на внутренних поверхностях Т-10:

Слоистая пленка толщина 20-30 мкм	Глобулярная пленка толщина 20-30 мкм

Углеродные пленки были исследованы на сканирующем зондовом микроскопе MultiMode.

Работа по исследованию процессов воздействия плазмы на первую стенку за счёт изучения морфологии и статистики частиц, наносящихся из плазмы получила свое отражение в Аннотационном отчете Российского научного центра «Курчатовский институт» за 2003 год