在未来聚变装置运行阶段，燃料氢同位素（氘和氚）被加热到极高的温度从而克服库仑排斥力，并在超导线圈产生的磁场约束下实现聚变反应，产生大束流（~10²⁴ m²）氦和高能（14 MeV）中子。在此环境下，燃料粒子不断冲刷面向等离子体材料，产生氢同位素溶解、扩散、渗透等复杂的动力学行为，给芯部等离子体的密度控制及燃烧效率带来不确定性。同时，由于氚的放射性，其滞留在材料中，不仅会带来燃料损失，更会导致放射性污染，严重危害聚变堆的安全。另一方面，在聚变产物氦和中子的作用下，面向等离子体材料将累积高浓度离位损伤，同时伴有氦在不同区域的团聚，这些都会对氘氚的输运动力学行为产生显著影响。可见，准确理解氢同位素及氦与材料的相互作用对未来聚变堆的设计、运行参数的制定、以及新型聚变堆材料的研发都具有重要意义。