钨中嬗变元素的效应
材料科学
2019-03-08 v3
摘要
钨(W)被广泛认为是将用于核聚变装置中最具前景的面向等离子体材料(PFM)。由于聚变中子辐照引起的嬗变反应，在核聚变装置运行期间，W基PFM中会产生嬗变元素(如Re、Os和Ta)。本文利用第一性原理计算方法，研究了嬗变元素对W力学性质的影响以及氢/氦(H/He)原子在W中的行为。结果表明，如果忽略位错和其他缺陷，嬗变元素提高了W的延展性，而W的力学性质并不完全取决于嬗变元素的含量。与纯W相比，嬗变元素降低了H/He在W中的形成能，但H/He在W中最有利的占位并未改变。除了W中的Ta和He之间存在排斥作用外，W中的H/He均受到嬗变元素的吸引。此外，嬗变元素可以改变H/He在W中的最佳扩散路径并提高H/He在W中的扩散速率。本研究为钨(W)的应用提供了理论基础，仍需进一步研究W中嬗变元素的效应。
引用
@article{arxiv.1706.03252,
title = {Effects of transmutation elements in tungsten},
author = {Qiang Zhao and Zheng Zhang and Mei Huang and Xiaoping Ouyang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1706.03252},
year = {2019}
}