ИСТИНА

В работе исследовали стойкость макетов зеркал диагностики томсо-новского рассеяния в диверторе в условиях аварийных ситуаций в ИТЭР (взаимодействие с парами воды) и возможность восстановления оптиче-ских характеристик зеркал после плазменной очистки их поверхностей от продуктов взаимодействия с водяным паром. Выполнен анализ модифи-кации поверхности макетов после выдержки в паре и очистки от осадков. Макеты зеркал были изготовлены из монокристаллов молибдена с граня-ми Мо(111), Мо(110) и Мо(100), параллельными поверхности. Образцы выдерживали в водяном паре при температурах 200–250 0С и времени экспозиции до 4,7 часа. Анализ структуры, химического состава поверхностных слоев и опти-ческих свойств образцов до и после воздействия пара проводили метода-ми оптической микроскопии (ОМ), дифракции рентгеновских лучей на отражение (ДРЛО), оптической спектрометрии (ОС), рентгеноспектраль-ного микроанализа (РСМА), сканирующей электронной микроскопии (СЭМ). Длительное распыления исходного зеркала и очистку молибденовых зеркал от продуктов взаимодействия с водяным паром, производили в созданной авторами установке комбинированного разряда постоянного тока и тока высокой частоты в гелии при давлении 15 Па, расходе газа 12–13 см3/мин при н. у. и смещении –300 В. В ходе десятичасового распыления исходного образца было обнару-жено, что убыль массы образцов в зависимости от времени представляла собой экспоненциально–линейную зависимость типа: Δm(t) = A[1 – exp(–t/B)]+Ct, где A/B + C – начальная скорость распыления, а C – установившаяся, стационарная скорость распыления. Значения параметров: A = (50 ± 10) мкг/см2, B = (2.2 ± 0.8) час, стационарная скорость распыления C = (47 ± 1) мкг/см2 час. Общая толщина распыленного слоя за 10 часов составила 0,6 мкм. Рельеф поверхности на изображениях СЭМ изменился по сравнению с исходным. Остались только самые глубокие размытые полировочные канавки и появились неупорядоченные ямки эрозии. Такая картина свиде-тельствовала о практически полном удалении поверхностного слоя, образовавшегося при полировке монокристалла Mo. Полное отражение от зеркала уменьшилось по сравнению с исходным на 8% в ко-ротковолновой области диапазона 400–1000 нм. На трех образцах зеркал, подвергшихся воздействию пара, методами РСМА и ДРЛО были обнаружены слои MoO3 толщиной до 20 нм. В связи с заметным негативным влиянием длительной экспозиции зеркала на его отражательную способность, было выбрано время чистки не более 2 часов – постоянной времени установления стационарного режима распыления. На каждом этапе лицевую, зеркальную сторону образцов, контролировали визуально и в ОМ. По мере продолжения чистки наблюдалось уменьшение загрязнений на поверхности. Тем не менее, на всех трех образцах после чистки в течение 2 часов полное отражение не улучшилось, хотя MoO3 на поверхности в пределах чувствительности РСМА обнаружено не было. Возможно, финишный слой полировки легко разрушается как при ад-сорбции воды при экспозиции в водяном паре, так и при длительном рас-пылении в плазме. В дальнейшем вместо He можно использовать разряды в дейтерии или протии, в которых скорость распыления Mo значительно ниже и можно ожидать восстановления оксидов.