Failure analysis of damaged tungsten monoblock components of upper divertor outer target in EAST fusion device

Wang Kang; Xi Ya; Zan Xiang; Zhu Dahuan; Luo Laima; Ding Rui; Wu Yucheng

doi:10.1016/j.net.2024.01.041

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저자정보: Wang Kang (Institute of Industry & Equipment Technology, Hefei University of Technology) Xi Ya (School of Materials Science and Engineering, Hefei University of Technology) Zan Xiang (School of Materials Science and Engineering, Hefei University of Technology) Zhu Dahuan (Institute of Plasma Physics, HFIPS, Chinese Academy of Sciences) Luo Laima (School of Materials Science and Engineering, Hefei University of Technology) Ding Rui (Institute of Plasma Physics, HFIPS, Chinese Academy of Sciences) Wu Yucheng (School of Materials Science and Engineering, Hefei University of Technology)

저널정보: 한국원자력학회 Nuclear Engineering and Technology Nuclear Engineering and Technology Vol.56 No.6

발행연도: 2024.6

수록면: 2,307 - 2,316 (10page)

DOI: 10.1016/j.net.2024.01.041

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A melting failure of W monoblock components of the upper divertor outer target in EAST occurred during the plasma campaigns in 2019. The failure characters and microstructure evolution of the failed W monoblock have been well investigated on one string (W436 string). Near the strike point region where heat flux density is highest, macroscopic cracks and severe surface damage such as dimensional change, melting and solidification are visible in several W monoblocks. At the same time, debonding, melting and migration of Cu/CuCrZr cooling tube components introduced fatal damage to the structure and function. The heat-induced microstructure evolution in the rest part has been examined via hardness tests and metallography. From the heat flux surface to the cooling tube, hardness increased gradually and the recrystallized grains could be found in the region with the highest temperature, while recrystallization grains also appear in some W monoblocks near the cooling tube area. The detailed microstructure has been investigated by metallography and EBSD. Such cases in EAST provide experiences on the extreme condition of accidental loss of coolant or higher discharge power in future devices.

#Tungsten monoblock #Crack #Recrystallization #Divertor #EAST fusion device

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