선형 플라즈마 장치 Magnum-PSI를 위한 작동 중 단축 피로 시험 체계 개발

• 선형 플라즈마 장치 Magnum-PSI를 위한 새로운 개념 증명 저주기 피로 시험 체계가 개발되었습니다. • 플라즈마 노출과 동시에 제어된 열기계 순환이 달성되었습니다. • DEMO 스트라이크포인트 스위핑 체계를 기반으로 한 유한요소 해석을 통해 Magnum-PSI 실험의 실험적 매개변수를 정의합니다. • 이 새로운 방법은 플라즈마-재료 상호작용이 플라즈마 노출 부품의 피로 균열 거동에 미치는 상승효과를 탐구할 수 있게 합니다. • 초기 결과는 신뢰할 수 있고 견고한 방법임을 보여주며, 표면 거칠기가 피로 균열 거동에 미치는 영향을 정성적으로 탐구하였습니다. 토카막 디버터는 서비스 중 주기적인 열기계 하중에 노출되어 플라즈마 노출 단일블럭의 피로 균열이 발생할 수 있습니다. 피로는 표면 민감한 전위 매개 열화 현상이며, 단일블럭 피로 수명은 D/T/He 이식, 기포 형성, 퍼즈, ELMs 등 플라즈마-재료 상호작용에 의해 변형된 표면 형태, 미세구조 및 기계적 반응에 의해 영향을 받을 수 있습니다. 플라즈마-재료 상호작용이 피로 균열에 미치는 상승효과를 조사하기 위해, Magnum-PSI 선형 플라즈마 장치용으로 열기계 순환 하중과 플라즈마 노출을 동시에 시행하는 새로운 실험 방법이 개발되었습니다. DEMO 스트라이크포인트 스위핑 시나리오(45 MW m−2, 1 Hz, 100 mm 범위)를 단일블럭의 시간 의존 열기계 유한요소 모델링을 통해 실험 매개변수로 전환하였고, 플라즈마 노출 표면 중앙에 가해지는 단축 변형률은 0.648%로 계산되었습니다. ITER급 W 타깃의 주기적 열 하중은 플라즈마 소스의 사인파 변조를 통해 Magnum-PSI에서 구현되며, 동시 Thomson 산란, 광방출 분광법, 열복사 및 적외선 열화상법으로 실시간 모니터링됩니다. 초기 결과는 개념 증명 작동 중 피로 시험 방법을 보여주고, 표면 거칠기/처리 효과를 정성적으로 탐구하며, 스트라이크포인트 스위핑이 플라즈마 노출 표면 균열에 크게 기여할 수 있음을 시사합니다.