钨基材料中氢的滞留及氢气泡的形成

【作者】 何志海； 何海燕； 潘必才；

【机构】 中国科学技术大学物理系；

【摘要】 钨（W）被认为是未来聚变堆最有前景的面向等离子材料。然而,氢（H）及其同位素在W体内缺陷处的聚集及氢气泡的形成严重制约着W作为面向等离子材料的使用寿命。基于第一性原理方法,我们研究了H在W的小角度晶界处的滞留行为。通过对H原子在晶界处的溶解及迁移行为进行计算,我们发现小角度晶界可以作为H的捕获中心,吸引周围H原子的聚集。随着晶界处H滞留量的增加,晶界的缺陷区域逐渐被撕开（如图1）,形成氢气泡,且有H₂分子形成。此外,我们还发现铍原子与W体内的缺陷（如空位、晶界）复合后会显著降低H在缺陷处的滞留量。更多还原