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학술저널
저자정보
Xiaoyan Kang (Chinese Academy of Sciences) Xiyue Cheng (Chinese Academy of Sciences) Shuiquan Deng (Chinese Academy of Sciences)
저널정보
한국원자력학회 Nuclear Engineering and Technology Nuclear Engineering and Technology 제52권 제10호
발행연도
2020.10
수록면
2,290 - 2,298 (9page)
DOI
https://doi.org/10.1016/j.net.2020.03.020

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The damage of first wall material in fusion reactor due to the bubbles caused by plasma has been studied by introducing a relation between the von Mises equivalent stress and the temperature field. The locations and shapes of the bubbles and the synergetic effect between the different bubbles under steady operational conditions have been studied using the finite elements method. Under transient heat loads, plastic deformations have been found to occur, and are significantly enhanced by the presence of the bubbles. The calculated concentration locations of von Mises equivalent stress are well consistent with the observed crack positions of the tungsten surface in many test experiments. Our simulations show that the damage of the bubbles is not severe enough to lead to catastrophic failure of the tungsten armor; however, it can cause local and gradual detachment of tungsten surface, which provides a reasonable explanation for the observed pits and rough or hairy surface morphology etc. Considering the transient heat loads, the lower bound of the security thickness of the tungsten tile is estimated to be greater than 2 mm.
#Finite elements analysis #First wall material #Bubble #Damage evaluation #Stress concentration

목차

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참고문헌 (51)

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G. Janeschitz / 2001 / HTs, Plasma-wall interaction issues in ITER / J. Nucl. Mater 290:1~11 google schola H. Bolt / 2004 / Materials for the plasma-facing components of fusion reactors / J. Nucl. Mater 329:66~73 google schola V. A. Chuyanov / 1996 / ITER EDA project status / J. Nucl. Mater 233:4~8 google schola A. A. Shoshin / 2017 / Study of plasma-surface interaction at the GOL-3 facility / Fusion Eng. Des 114:157~179 google schola J. -C. Wang / 2017 / Effect of Ti interlayer on the bonding quality of W and steel HIP joint / J. Nucl. Mater 485:8~14 google schola

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