利用X射线微衍射探测氦注入引起的钨中晶格应变与缺陷
材料科学
2018-12-31 v2
摘要
钨是未来聚变反应堆中面向等离子体装甲部件的主要候选材料。高能聚变中子的轰击会引起碰撞级联损伤和缺陷形成。由嬗变产生并从等离子体注入的氦与缺陷的相互作用会改变缺陷的滞留与行为。在此，我们研究了不同剂量氦离子注入钨及钨-铼合金所引起的残余晶格应变。能量与深度分辨的同步辐射X射线微衍射能够以亚微米三维空间分辨率和约10^-4应变灵敏度独特地测量晶格应变。氦剂量从300 appm增加到3000 appm仅使体积应变增加约2.4倍，表明在低氦剂量下每注入氦原子的缺陷滞留量约为高剂量时的3倍。这表明缺陷滞留并非注入氦剂量的简单函数，而是强烈依赖于材料成分和杂质的存在。相反，对W-1wt% Re合金样品及不同晶体取向的分析表明，铼的存在和晶体取向对缺陷滞留的影响均相对较小。这些认识对于未来反应堆装甲部件的设计至关重要，在预测部件寿命与性能时，必须考虑辐照引起的尺寸变化。
引用
@article{arxiv.1811.05412,
title = {Helium-Implantation-Induced Lattice Strains and Defects in Tungsten probed by X-ray Micro-diffraction},
author = {Suchandrima Das and Ruqing Xu and Wenjun Liu and Felix Hofmann},
journal= {arXiv preprint arXiv:1811.05412},
year = {2018}
}