《鉬材料中氫行為及起泡微觀機制的理論研究》是依託北京航空航天大學，由金碩擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：鉬材料中氫行為及起泡微觀機制的理論研究
- 依託單位：北京航空航天大學
- 項目負責人：金碩
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
聚變能源被視為人類的終極能源。托卡馬克裝置及未來反應堆中的關鍵材料問題是聚變能最終實現的瓶頸問題之一，其中面對電漿材料 (PFM) 的選取尤為關鍵。鉬 (Mo) 被認為是托卡馬克裝置及未來反應堆中PFM的重要候選材料之一。PFM的氫致起泡問題直接影響電漿穩定性並降低PFM的使用壽命，氫致起泡機制已經成為目前急需解決的關鍵科學問題。本項目選取Mo為代表材料，套用第一原理與熱力學模型相結合的方法，在現有工作基礎上，系統研究Mo中氫（H）與空位、晶界、He等的相互作用、計算Mo中H和H-缺陷複合體的濃度及擴散行為，從而揭示聚變電漿環境下Mo中氫致起泡的微觀物理機制，從理論上提出抑制氫泡形成的有效途徑，為核聚變裝置中PFM的設計、製備和套用提供有效參考依據。
結題摘要
本項目就聚變能最終實現的瓶頸問題之一--托卡馬克裝置及未來反應堆中的關鍵材料問題，即面對電漿材料 (PFM) 的重要候選材料之一鉬（Mo）和鎢（W）中氫（H）行為進行研究，揭示PFM的氫致起泡的微觀物理機制。本申請結題項目選取Mo/W為代表材料，套用第一原理與熱力學模型相結合的連續多尺度方法，系統研究本徵Mo中氫（H）行為，Mo中H與空位、晶界、He等的相互作用，W中碳（C）雜質對於H行為的影響等，得到Mo中H和H-缺陷複合體的濃度及擴散係數、滲透率等巨觀參數。從微觀角度提出氫泡形成空位捕獲機制。截止2013年底，該項目總計發表與項目相關的SCI論文5篇。項目成果分別在第15屆國際聚變堆材料大會（15th International conference of Fusion Reactor Materials，2011-美國）、第11屆固體輻照計算機模擬國際大會，（Computer Simulation of Radiation Effects in Solids，2012-美國）等國際會議上作了4個口頭報告及1個海報，在國內會議中報告6次，出國參加學術會議人數4人，總人次達6次。項目培養碩士研究生畢業2人，在讀博士生1人，碩士生2人。項目研究成果為核聚變裝置中PFM的設計、製備和套用提供有效參考依據。
