Зависимость коэффициента распыления от энергии и угла падения бомбардирующей частицы. Энергетический спектр и средняя энергия распыленных частиц на примере мишени из вольфрама

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Дан обзор функциональных зависимостей для описания свойств атомных частиц, распыленных при ионной бомбардировке поверхности твердого тела. Рассмотрена зависимость коэффициентов распыления от энергии и угла падения бомбардирующей частицы. Приведены энергетические спектры и средние энергии распыленных частиц. На примере мишени из вольфрама и изотопов водорода в качестве снарядов предложены формулы для расчета рассматриваемых величин. Эти данные необходимы для оценки поступления распыленных атомов вольфрама в качестве примеси в горячую плазму с использованием транспортных кодов. При концентрации примеси вольфрама более критической невозможно осуществить управляемую термоядерную реакцию с планируемым энергетическим выходом в токамаке-реакторе ИТЭР. Коэффициенты распыления также играют важную роль при моделировании поступления примесей в плазменные установки в результате взаимодействия атомов водородного топлива с материалами дивертора и первой стенки.

Об авторах

П. Ю. Бабенко

Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе

Автор, ответственный за переписку.
Email: babenko@npd.ioffe.ru
Россия, Санкт-Петербург

В. С. Михайлов

Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе

Email: babenko@npd.ioffe.ru
Россия, Санкт-Петербург

А. П. Шергин

Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе

Email: babenko@npd.ioffe.ru
Россия, Санкт-Петербург

А. Н. Зиновьев

Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе

Email: babenko@npd.ioffe.ru
Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Mikhailov V.S., Babenko P.Yu., Shergin A.P., Zinoviev A.N. // Plasma Physics Reports. 2024. V. 50. № 1. P. 23. doi: 10.1134/S1063780X23601682
  2. Field A.R., Casson F.J., Fajardo D., Angioni C., Challis C.D., Hobirk J., Kappatou A., Kim Hyun-Tae, Lerche E., Loarte A., Mailloux J. // Nucl. Fusion. 2023. V. 63, P. 016028. doi: 10.1088/1741-4326/aca54e
  3. Pütterich T., Fable E., Dux R., O’Mullane M., Neu R., Siccinio M. // Nucl. Fusion. 2019. V. 59 № 5. P. 056013. doi: 10.1088/1741-4326/ab0384
  4. Loarte A., Pitts R.A., Wauters T., Nunes I., Köchl F., Polevoi A.R., Kim S.-H., Lehnen M., Artola J., Chen L., Pinches S.D., Bai X., de Vries P., Carvalho I., Dubrov M., Gribov Y., Schneider M., Zabeo L. // ITER Technical Report. ITR-24-004. 2024.
  5. Pitts R.A., Bonnin X., Escourbiac F., Frerichs H., Gunn J.P., Hirai T., Kukushkin A.S., Kaveeva E., Miller M.A., Moulton D., Rozhansky V., Senichenkov I., Sytova E., Schmitz O., Stangeby P.C., De Temmerman G., Veselova I., Wiesen S. // Nucl. Mater. Energy. 2019. V. 20, P. 100696. doi: 10.1016/j.nme.2019.100696
  6. Gao B., Ding R., Xie H., Zeng L., Zhang L., Wang B., Li Ch., Zhu D., Yan R., Chen J. // Fusion Eng. Des. 2020. V. 156, P. 111616. doi: 10.1016/j.fusengdes.2020.111616
  7. Guterl J., Bykov I., Ding R., Snyder P. // Nucl. Mater. Energy. 2021. V. 27, P. 100948. doi: 10.1016/j.nme.2021.100948
  8. Behrisch R., Eckstein W. Sputtering by Particle Bombardment. Berlin: Springer, 2007. doi: 10.1007/978-3-540-44502-9
  9. Михайлов В.С., Бабенко П.Ю., Шергин А.П., Зиновьев А.Н. // ЖЭТФ. 2023. Т. 164. В. 3. С. 478. doi: 10.31857/S004445102309016X
  10. Ziegler J.F., Biersack J.P. SRIM. http://www.srim.org.
  11. Экштайн В. Компьютерное моделирование взаимодействия частиц с поверхностью твердого тела. М.: Мир, 1995.
  12. Bohdansky J. // Nucl. Instr. Meth. B. 1984. V. 2. № 1–3. P. 587. doi: 10.1016/0168-583X(84)90271-4
  13. Falcone G., Gullo F. // Phys. Lett. A. 1987. V. 125. № 8. P. 432. doi: 10.1016/0375-9601(87)90178-2
  14. Yamamura Y., Tawara H. // At. Data Nucl. Data Tables. 1996. V. 62. № 2. P. 149. doi: 10.1006/adnd.1996.0005
  15. Sigmund P. // Phys. Rev. 1969. V. 184. № 2. P. 383. doi: 10.1103/PhysRev.184.383
  16. Фальконе Д. // УФН. 1992. Т. 162. В. 1. С. 71. doi: 10.3367/UFNr.0162.199201c.0071
  17. Wilson W.D., Haggmark L.G., Biersack J.P. // Phys. Rev. B. 1977. V. 15. № 5. P. 2458. doi: 10.1103/PhysRevB.15.2458
  18. Eckstein W., Garcia-Rosales C., Roth J., Ottenberger W. Sputtering Data. IPP report 9/82, Garching: IPP, 1993.
  19. Eckstein W., Preuss R. // J. Nucl. Mater. 2003. V. 320. № 3. P. 209. doi: 10.1016/S0022-3115(03)00192-2
  20. Eckstein W. // Vacuum. 2008. V. 82. № 9. P. 930. doi: 10.1016/j.vacuum.2007.12.004
  21. Бабенко П.Ю., Михайлов В.С., Шергин А.П., Зиновьев А.Н. // ЖТФ. 2023. Т. 93. В. 5. С. 709. doi: 10.21883/JTF.2023.05.55467.12-23
  22. Томпсон М.У. // УФН. 1988. Т. 156. В. 3. С. 513. doi: 10.3367/UFNr.0156.198811d.0513
  23. Wahl M., Wucher A. // Nucl. Instr. Meth. B. 1994. V. 94. № 1–2. P. 36. doi: 10.1016/0168-583X(94)95655-3
  24. Kittel C. Introduction to Solid State Physics. 8th edition. N.Y.: Wiley, 2005.
  25. Eckstein W. Calculated Sputtering, Reflection and Range Values. IPP report 9/132. Garching : IPP, 2002.
  26. Falcone G. // Phys. Rev. B. 1988. V. 38. № 10. P. 6398. doi: 10.1103/PhysRevB.38.6398
  27. Бабенко П.Ю., Михайлов В.С., Зиновьев А.Н. // Письма в ЖТФ. 2024. Т. 50 В. 12. С. 3. doi: 10.61011/PJTF.2024.12.58055.19851
  28. Stuart R.V., Wehner G.K. // J. Appl. Phys. 1962. V. 33. № 7. P. 2345. doi: 10.1063/1.1728959
  29. Somogyvari Z., Langer G.A., Erdelyi G., Balazs L. // Vacuum. 2012. V. 86. № 12. P. 1979. doi: 10.1016/j.vacuum.2012.03.055
  30. Wu Sh.-M., van de Kruijs R., Zoethout E., Bijkerk F. // J. Appl. Phys. 2009. V. 106. № 5. P. 054902. doi: 10.1063/1.3149777
  31. Bohdansky J., Roth J., Bay H.L. // J. Appl. Phys. 1980. V. 51. № 5. P. 2861. doi: 10.1063/1.327954

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».