热力梯度对金属汰取氢输运的影响

核聚变装置中三氢化物(T)的囤积是影响效率和安全性的关键挑战。三氢化物的囤积会产生放射性问题，并降低发电所需燃料的可用量。因此，理解T在金属钨(W)中的行为至关重要，因为它是装备材料的主要候选材料。本文研究了热力梯度对氢(H，作为T的替代品)在纯钨中输运特性的影响。由于强烈的能量通量冲击，回肠区会发展出强烈的热力梯度。我们构建了从分子动力学(MD)仿真参数化的传输热($Q^*$)的解析方法。$Q^*$是不可逆热力学框架中用于理解热力梯度下质量输运所需的参数。我们证明了$Q^*$可表示为温度、温度梯度、特征长度以及向热区和冷区速率之比的函数。此外，我们描述了$Q^*$对热力梯度依赖性在一阶近似下消失的情形，与MD结果一致。平均而言，我们发现H在纯钨中的$Q^*=-5.41\times 10^{-3}kT^2~\text{eV}$，其中$k$为玻尔兹曼常数，$T$为温度。