Tritijs kodolsintēzes iekārtas – Apvienotais Eiropas Tors, berilija sienas materiālos

Abstract

Tritijs kodolsintēzes iekārtas – Apvienotais Eiropas Tors, berilija sienas materiālos. Igaune I., zinātniskā vadītāja: Dr.ķīm. Pajuste E., zinātniskā konsultante: Dr.ķīm. Ķizāne G., maģistra darbs, 58 lappuses, 32 attēli, 12 tabulas, 45 literatūras avoti. Latviešu valodā. KODOLSINTĒZES REAKTORS, APVIENOTAIS EIROPAS TORS, BERILIJS, TRITIJA SADALĪJUMS, AKTIVITĀTE Darbā analizēti berilija paraugi no Apvienotā Eiropas Tora (JET) plazmas kameras, kas tajā atradušies ITER – Like – Wall projekta ietvaros. Darbības pārtraukuma posmā 2012. gadā, vairākas berilija flīzes tika izņemtas no vakuuma kameras pētījumu veikšanai. Šajā darbā ir analizēti berilija paraugi no trīs dažādām pozīcijām vakuuma kamerā – no iekšējās sienas (Inner Wall Guard Limiter), ārējās sienas (Wide Poloidal Limiter) un kameras augšējās daļas (Upper Dump Plate). Paraugos noteikta ūdeņraža izotopa, tritija, kopējā koncentrācija un sadalījums tilpumā, un tā saistība ar novietojumu plazmas kamerā, un plazmas izraisītajām virsmas izmaiņām. Lai noteiktu tritija koncentrāciju un sadalījumu berilija parauga tilpumā, tas šķīdināts sērskābē, kontrolētos apstākļos. Berilija šķīdināšanas laikā, gāzveida tritijs un ūdeņradis izdalās, un tiek reģistrēts. Šķīdumā atlikušais tritijs noteikts, izmantojot šķidruma scintilāciju. Iegūtie rezultāti parāda, ka tritijs ir lokalizēts pie virsmas slānī ar augstāko koncentrāciju pirmajos 25 µm. Kopējā tritija aktivitāte uz kvadrātcentimetru parauga virsmas ārējai sienai ir robežās no 3,27 – 31,90 kBq/cm2, iekšējai sienai robežās no 1,06 – 6,39 kBq/cm2 un kameras augšējai daļai ir 3,27 kBq/cm2 Iegūtie rezultāti norāda uz uzkrātā tritija saistību ar paraugu novietojumu plazmas kamerā. Lai novērtētu šķīdināšanas sistēmas precizitāti, tika veikts divu metožu salīdzinājums – šķīdināšanas metodes un termodesorbcijas. Metodes tika salīdzinātas, lai novērtētu rezultātu atšķirību un to iespējamo saistību ar virsmas nevienādību. Tika novērtētas šķīdināšanas sistēmas nepilnības dažādos posmos: šķīdināšana, pārnese no šūnas uz detektoru un destilācija. Iegūtie rezultāti parāda, ka rezultātu atšķirības var tikt saistītas ar paraugu virsmas nevienādo struktūru kā arī, iespējams, nepabeigtu šķīdināšanas procesu. Destilācijas procesā un gāzes pārneses procesā no šūnas uz detektoru, nepilnības netika konstatētas.

Tritium in fusion – Joint European Torus, beryllium wall materials. Igaune I., scientific supervisor: Dr.chem. Pajuste E., scientific advisor: Dr.chem. Ķizāne G., Master’s thesis, 58 pages, 32 figures, 12 tabs, 45 literature references. In Latvian. FUSION REACTOR, JOINT EUROPEAN TORUS, BERYLLIUM, TRITIUM DISTRIBUTION, ACTIVITY. Beryllium samples from the Joint European Torus vacuum vessel were analysed within ITER Like Wall project. During the shutdown in 2012, several beryllium tiles were removed from the vacuum vessel. In this study, tiles from three positions were analysed: from the inner wall (Inner Wall Guard Limiter), outer wall (Wide Poloidal Limiter) and upper region (Upper Dump Plate) of the vessel. The total concentration of hydrogen isotope, tritium, was measured and its depth profile determined. Moreover, correlation between sample position in plasma chamber, the plasma induced surface modification and tritium accumulation was estimated Results revealed that tritium is localized up to 250 µm in depth from the tile surface with its highest concentration in the first 25 µm. Total tritium activity in the samples is in range of several kilo Becquerel per square centimetre of the surface area, for example, tritium activity in the samples from outer wall 3.27 – 31.90 kBq/cm2, inner wall 1.06 – 6.39 kBq/cm2 and from the upper region tile middle part has tritium activity of 3.27 kBq/cm2. The results indicate obvious correlation between the accumulated tritium and sample position in the plasma chamber. To estimate the accuracy of dissolution system, two methods were compared – the dissolution method and thermodesorption. Methods were compared to understand the difference between the results and their possible correlation to the surface inhomogeneity. Dissolution system was assessed at various stages: dissolution, gas transfer from the cell to the detector and distillation. The results show that the difference in results may be related to the sample surface uneven structure as well as possible incomplete dissolution process. Distillation and gas transfer process from the cell to the detector failures were not found.