Forschungszentrum Karlsruhe - Wissenschaftliche Berichte - FZKA 6858

Characterisation of dust and flakes generated in Fusion machines after DD and DT operations

N. Bekris and R.-D. Penzhorn

Abstract
Flakes and dust are generated by co-deposition in all experimental fusion machines having a carbon first wall. At JET a very large fraction of tritium is retained in form of flakes in the vicinity of the water cooled louvres adjacent to the inner divertor and in the sub-divertor zones of the machine.

The BET specific surface area performed on flakes collected after a DD campaign confirm a low value of at about 7 m2 g-1. The average tritium activity of flakes after DTE1 was estimated to be (1.17 ± 0.1) TBq g -1.

At the end of RTE approximately 3.0 g tritium was not accounted for and must remain in the vessel as flakes. If they have the same content of tritium as the flakes removed up to now then a further (950 ± 80 g) of flakes must still be present in the vessel.

Charakterisierung von in Fusionsanlagen während DD- und DT-Operationen erzeugten Flocken und Staub

Zusammenfassung
Wasserstoff enthaltende Schichten sowie Flocken und Staub werden in allen größeren Fusionsanlagen beobachtet, speziell wenn die erste Wand oder Teile des Divertors aus Kohlenstoff bestehen. Innerhalb des Vakuumbehälters des JET Tokamaks wurden bis zu 40% der injizierten Tritiummenge primär in diesen Materialien zumindest temporär eingeschlossen, die durch Koabscheidung von Graphit und Wasserstoff entstehen. Die wesentlich Depositionszone für die Schichten waren die wassergekühlten Louvres neben dem inneren Divertor, von wo aus lose Schichten dann in die Sub-Divertorzonen fallen konnten.

Messungen der spezifischen Oberfläche (BET) von nach einer DD-Kampagne gesammelten Flocken ergeben einen geringen Wert von etwa 7 m2g-1. Die durchschnittliche spezifische Tritiumaktivität der Flocken wurde nach dem Ende der DTE1 Phase zu (1,17 ± 0,1) TBq g-1 bestimmt.

Nach Abschluss des Austausches der Ziegeln in der ersten Wand fehlten in der Tritiumbilanz etwa 3,0 g. Es wird vermutet, dass diese Tritiummenge in den Flocken enthalten sind. Entspricht deren Tritiumgehalt dem der bisher entnommenen, so müssen sich noch (950 ± 80) g Flocken innerhalb des Vakuumgefäßes befinden.

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