Verlag des Forschungszentrums Jülich
JUEL-3437
In dieser Arbeit wird das Verhalten von Berylliummaterialien und -komponenten
untersucht. Dabei werden sowohl kurzzeitige, pulsartige Wärmespitzenbelastungen
(Thermoschock), wie sie bei Plasmainstabilitäten und Plasmazusammenbrüchen
in Tokamakplasmen auftreten können, als auch langsame zyklische Wärmebelastungen,
wie sie im Normalbetrieb von Fusionsreaktoren erwartet werden, berücksichtigt.
Die Untersuchungen erfolgen zum einen durch Simulationsexperimente mit hohen
Wärmeflüssen im Elektronenstrahltest, zum anderen durch analytische, numerische
und Finite-Elemente-Modellierungen der Temperatur- und Spannungsfelder im
Material, welche bei der Belastung resultieren.
Durch umfangreiche experimentelle Nachuntersuchungen konnte bei Wärmeflüssen
im unteren relevanten Bereich ein Schwelleffekt an Berylliumoberflächen
nachgewiesen werden.
Massenverluste und Volumenänderungen an Berylliumproben konnten quantitativ
in Abhängigkeit von den Belastungsparametern bestimmt werden.
Für die numerische Behandlung der Thermoschockexperimente auf extrem kurzen
Zeitskalen wurde speziell in Hinblick auf das Temperaturverhalten von Beryllium
ein numerisches Modell entworfen, getestet und erfolgreich eingesetzt.
Schuster, Andreas; Linke, Jochen; Rödig, Manfred; Nickel, Hubertus
Hochwärmeflußverhalten von Berylliummaterialien und -komponenten für zukünftige Fusionsreaktoren
130 S., 1997
Plasmainteraktive Materialien und Komponenten von zukünftigen Fusionsreaktoren
sind hohen thermischen und thermomechanischen Belastungen durch aus dem Plasma
auftreffende Wärmeflüsse ausgesetzt. Berylliummaterialien und -komponenten
stellen plasmakompatible und somit aussichtsreiche Kandidatenmaterialien für
plasmazugewandten Bauteile und Komponenten von Fusionsreaktoren dar.
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