Projekti / Programi
Raziskava zadrževanja in sproščanja plinastega devterija s kovin primernih za ITER
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.09.05 |
Tehnika |
Elektronske komponente in tehnologije |
Vakuumistika |
Raziskovalci (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
20335 |
dr. Bojan Zajec |
Gradbeništvo |
Vodja |
2009 - 2011 |
0 |
Organizacije (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Razisk. organizacija |
Kraj |
Matična številka |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
0106 |
Institut "Jožef Stefan" |
Ljubljana |
5051606000 |
18 |
Pomen za razvoj znanosti
Ugotovili smo, da meritve zadrževanja devterija z metodo izpostave nizkemu tlaku D2 in opazovanja sprememb tlaka in sestave (morebitna izotopska izmenjava H-D) ni dovolj zanesljiva metoda za materiale z nizko topnostjo (z nizko itenziteto zadrževanja) (npr. Be in W). Problem nastopi, ker pričakovano zadrževanje in izotopska izmenjava nastopa v primerljivi jakosti tudi, ko ni vzorca ("blank run") kar privede do slabega razmerja signal/ozadje. Prav tako ni dobro jasno od kje dobimo molekule HD: s sten vzorca ali tudi z vroče katode masnega spektrometra. Potrebno je tudi predhodno dolgotrajno razplinjevanje vodika, ki je naravno v vzorcu, sicer imamo opravka z previsokim ozadjem vodika. Tako smo zadovoljivo še lahko pomerili zadrževanje na AISI316, medtem ko je rezultat na Be in W vzorcu (vsi ITER-grade) obremenjen z veliko napako.
Posledično smo se zelo izpopolnili na področju meritve permeacije vodika skozi dvoslojne membrane (debel substrat in nanešen tanek film). Naše meritve permeacije skozi tanke plasti Be, W, Be-W in SiN so po pregledu literature sodeč prve. Meritve permeacije zelo nepermeabilnih (nizka topnost in/ali difuzivnost za vodik oz. njegove izotope) materialov so praktično nemogoče za bulk membrane, ker so prehodni časi predolgi, permeacijski tok pa nemerljivo majhen. Osvojitev meritve permeacije skozi tanke plasti na visoko permeabilnem substratu (v našem primeru Eurofer jeklo) pa nam omogoča uspešno določitev permeacijskega toka. Ta koncept je bil razmeroma redko uporabljen, ker je potrebno dobro poznavanje modelov, ki so precej bolj zahtevni, ker imamo dve plasti. Dobro poznavanje obstoječih in razvoj novih modelov nam
dajejo tu bistveno prednost pri tolmačenju eksperimentalnih podatkov.
Pomen za razvoj Slovenije
Naše raziskave zadrževanja devterija na ITER-grade AISI 316 nerjavnem jeklu kažejo, da tudi v primeru največjega zadrževanja (izpostava 0.1 mbar D2 pri 400°C) ne privede fuzijskega reaktorja ITER (cca.1000m2 vakuumska posoda) v območje, ko bi analogna količina tritija predstavljala nevarnost za okolje in posledično zahtevala zaustavitev reaktorja.
Naše raziskave permeacije vodika skozi tanke plasti Be, W in kompozita Be-W tudi kažejo, da so te plasti bistveno bolj permeabilne za vodik, kot pa dajejo ekstrapolacije iz »bulk« podatkov. Prav tako je projektna skupina ena izmed zelo redkih skupin, ki sodelujejo pri raziskavah za ITER in se ukvarjajo z interakcijami molekularnega vodika in njegovih izotopov z aktualnimi materiali, ki se predvidevajo za vgradnjo v prvo steno fuzijskega reaktorja. Oboje predstavlja pomemben doprinos slovenske znanosti k projektu ITER, saj se je Slovenija kot članica EU in podpisnica sporazuma z Skupnostjo za evropsko jedrsko energijo (Euratom) (April 2005) zavezala, da bo sodelovala pri raziskavah za fuzijski reaktor ITER.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2010,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2009,
2010,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
