2025-钨基复合材料等离子体暴露过程中的氢氦协同效应
当前位置: 中文主页 >> 科研动态库 >> 2025-钨基复合材料等离子体暴露过程中的氢氦协同效应课题组在课题组在钨基复合材料等离子体暴露的氢氦协同效应研究中取得重要进展
高通量氢氦等离子体暴露是未来核聚变反应堆中面向等离子体材料必须应对的恶劣工况，在高通量等离子体的作用下材料表面会被溅射、沉积进而形成纳米绒毛状fuzz结构。由于W中缺陷（空位、自间隙原子等）H与He的结合能存在巨大差异，且H、He本身的溶解度也差别较大，这导致在混合等离子暴露下W材料将面临更为复杂的协同效应。
课题组依托合肥工业大学直线等离子体装置，对W-Y2O3复合材料进行了D、He单束与混合等离子暴露，研究了其中Y2O3颗粒的辐照稳定性、W基体表面fuzz组织的演化行为。发现Y2O3出现组织失稳，随着等离子体计量的增大而逐渐缩小，且He等离子体引发的损伤远大于D。混合等离子体中的氢氦效应导致混合其演化动力学与单束等离子体暴露有显著差异。此外，发现材料表面的Y2O3颗粒形成的fuzz结构由W组成而不是Y2O3，证明了材料表面存在溅射-沉积平衡，并构建了相关的定性模型以解释不同等离子体暴露参数下Y2O3不同的演化行为。
相关研究论文已经发表于核聚变科学TOP期刊Nuclear Fusion。