Упркос континуираном расту глобалне потрошње енергије и све тешких изазова околине, енергија нуклеарне фузије сматра се светлом новом звездом у будућем енергетском пољу за чистоћу, ефикасност и одрживост. Висококусно окружење током рада фузијских реактора поставља изузетно високе захтеве на материјалима, а материјали засновани на волфрам постали су идеалан избор за компоненте које се суочавају у плазмима (ПФЦ), посебно први зид и преусмеравање, због њихове одличне тачке топљења, Одлична топлотна својства, ниска растворљивост водоника и принос пропадања.
У фузијским реакторима, као што су токамакс, материјали који се суочавају у плазми морају издржати снажно бомбардовање високоенергетских неутрона, водоника изотопа (Х, Д, ионс и хелијум (ХЕ) ионице које су издале ДТ Фусион Реацтионс која могу да узрокују озбиљну штету површина и унутрашњост материјала. Нарочито, атоми хелијума су склони да се комбинују са слободним раствонима у материјалу да формирају хелијум мехуриће, што заузврат отежавају задржавање слободних радних места, узрокује негативан утицај на механичка својства материјала (попут очвршћивања и емблерација) ). Поред тога, густина мушка муљака који се формира хелијум ињекција је много већа од оног обичних празнина, што убрзава процес разградње материјала. Стога је од пресудног значаја за дубоко истраживање механизма израде оштећених оштећених у плазмима који се окреће у плазмима.
Да би боље разумели микроструктурне промене волфрамних материјала под условима озрачивања, истраживачки тим је развио модел кластера динамике. Овај модел свеобухватно разматра генерисање и интеракцију кварова о тачкама, мале кластере од оштећења и хелијумским кластерима, као и процес нуклеације и раста великих диментора велике величине (као што су интерстицијске петље дислокације, празнине и хелијумски мехурићи). Увођењем мјелопрема мека механизма у знак сладе атомске размјене, модел може прецизно симулирати динамику еволуције оштећења зрачења са или без ињекције хелијума.
Резултати истраживања Прикажи: 1) Под ниским температурним условима (испод 300к), не могу се формирати празнине и мехурићи; Док је у окружењима високих температура (изнад 1000к) и када доза прелази 3ДПА, ГАП прстен има да нестане, што је у складу са експерименталним запажањима. 2) Како се температура повећава, густина газног звона повећава се и величина се смањује, док празнине / мехурићи показују супротан тренд. Имплантација хелијума промовише нуклеирање и раст кластера за слободно место јер се атоми хелијума радије комбинују са слободним раствонима. 3) С обзиром на ефекат пробијања звона може мало убрзати раст мехурића и имати значајан утицај на унутрашњи притисак мехурића и коефицијент за слободно место хелијума. 4) Да би се ускладило са коефицијелом за слободно место и хелијум између симулација и експерименталних мерења, потребно је узети у обзир механизам за повратне информације о трагању петље да би се ефикасно регулисао динамику раста мехурића.
Резултати истраживања објављени су у "нуклеарним материјалима и енергији" под насловом "Смањено моделирање динамике кластера од оштећења зрачења у волфрама".
Zigong Kemit Cemented Carbide Co., Ltd.
