金屬鎢（W）及其合金由于具有高熔點、高導熱性、高溫高強度、低熱膨脹系數(shù)、低濺射率、低蒸氣壓和低氚滯留等優(yōu)點,被認為是最有前景的面向等離子體材料（Plasma facing materials,PFMs）之一。W金屬材料作為PFMs,需要經(jīng)受高流量的高能粒子流輻照,進而承受很高的熱負荷,這對材料的組織結(jié)構(gòu)、缺陷形成等產(chǎn)生重要影響。另一方面,由于H離子是高溫核聚變等離子體的主要成分,因此高能粒子流的成分主要是H離子,故H雜質(zhì)容易進入金屬W晶格并影響材料的服役壽命�；谏鲜鲈�,研究高溫及高輻照條件下金屬W材料的熱力學性能,具有重要的實踐意義。本論文中,我們首先應用第一性原理分子動力學方法,模擬研究了W晶格的輻照損傷和W晶格中輻照粒子的熱力學行為。模擬了低能氫粒子（LoE-H）（52 eV）和高能氫粒子（HiE-H）（5.2 keV）對W表面的輻照行為,并將結(jié)果與低能碳（LoE-C）（56 eV）的輻照進行比較。研究發(fā)現(xiàn),由于C原子與W晶格之間的相互作用強得多,因此,輻照過程中W晶格吸收LoE-C的能量比吸收LoE-H的能量快很多,這些能量激發(fā)了表面C原子使得其具有很高的動能,進而C原子輻照... 

【文章來源】：江西師范大學江西省

【文章頁數(shù)】：54 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

核聚變反應示意圖

氫雜質(zhì)在金屬鎢中的熱力學行為研究從而實現(xiàn)核聚變反應[12]；磁約束核聚變是利用具有特殊形態(tài)的磁場把高子體約束在有限的體積內(nèi)，以實現(xiàn)受控核聚變的點火條件，從而實現(xiàn)可聚變反應[12]。其中，磁約束被認為是最有可能約束反應堆內(nèi)部的高溫等的途徑[13]。20 世紀 80 年代以來，國際磁約束可控核聚變研究取得了顯著的進展，一同類型的托卡馬克裝置（美國的 TFTR、歐共體的 JET、日本的 JT-60U 等建成并投入運行。1991 年在歐洲共同體聯(lián)合環(huán) JET 裝置上進行的 D-T 核應首次實現(xiàn)可控放電，獲得 3.4 MJ 的聚變能，且聚變功率達到 1.7 MW[1，在美國的 TFTR 裝置上進行的 D-T 放電實驗獲得 6.5 M J 的聚變能，且功率高達 10.7 MW[15]。在 1998 年，日本研究員在 JT-60U 托卡馬克裝置的氘氚核聚變反應的等效能量增益因子達到 1.25[14]，發(fā)電效率得到顯著這些研究證明，可控核聚變反應通過托卡馬克裝置進行是可行的。目前，磁場約束高溫等離子體的托卡馬克（Tokamak）被認為是最有希可控熱核聚變反應的裝置[16]，如圖 1-2 所示。

絕熱于原子核的運動�；谶@一特性，玻恩和奧本海恩—奧本海默（Born-Oppenheimer）近似，將上述多運動和原子核的運動：處理電子運動時假定原子核固理原子核運動時不考慮電子的特定分布。具體的做法況下，將原子核對電子的作用當成是外場，該外場是子體系問題。能量本征方程為：( ) ( )n n nH E r r 表電子的能量本征函數(shù)，哈密頓算符 H為：2 22'( )2e N ii i i iieH Vm iri i'rr r 似合理地避開了原子核與電子之間耦合的復雜問題度泛函理論的單電子近似

【參考文獻】：
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