核能的利用被認(rèn)為可以解決包括能源危機在內(nèi)的一系列問題,相應(yīng)的科學(xué)研究也在廣泛展開。核能包括裂變能與聚變能,其中裂變核反應(yīng)除了可提供巨大的能量外,也會產(chǎn)生大量的放射性廢物。玻璃固化技術(shù)具有處置效率高、適合長期存放等優(yōu)點,因此成為當(dāng)前廣泛使用的放射性廢物處置技術(shù)。然而,玻璃固化體的存放時間往往要達到百萬年以上,其本身的抗腐蝕性能與穩(wěn)定性便成為重點關(guān)注的問題。另一方面,聚變能由于有著更高的產(chǎn)能效率與更低的放射性污染,也得到了極大的關(guān)注。但在其裝置的設(shè)計與研發(fā)中,面向等離子體材料（plasma-facing materials,PFMs）的性能與選擇仍需進一步研究。鎢材料具有高熔點、低濺射率與低氫同位素（D/T）存留等優(yōu)點,因此被用于國際熱核聚變反應(yīng)堆（International Thermonuclear Experimental Reactor,ITER）的偏濾器部分。其受到低能、強流的氫同位素離子轟擊后的性能變化也被重點關(guān)注。這些問題往往最終歸結(jié)到基礎(chǔ)問題的研究上,例如材料中元素的分布、表界面形貌的變化等。目前的實驗技術(shù)仍不足以解決以上所有的問題,新技術(shù)的引入與發(fā)展因此而變得十分重要。二... 

【文章來源】：蘭州大學(xué)甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：117 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 核能與存在的問題
        1.1.1 裂變能與聚變能
        1.1.2 磁約束核聚變與面臨的問題
        1.1.3 放射性廢物處理與存在的問題
    1.2 飛行時間-二次離子質(zhì)譜(ToF-SIMS)
        1.2.1 ToF-SIMS簡介
        1.2.2 ToF-SIMS與核材料、玻璃腐蝕研究
    1.3 國內(nèi)外研究進展與本論文工作
        1.3.1 國內(nèi)外研究進展
        1.3.2 本論文研究內(nèi)容與目的
第二章 基本理論與實驗方法
    2.1 離子注入與輻照損傷
        2.1.1 入射離子在材料中的分布
        2.1.2 材料輻照效應(yīng)與氫行為
    2.2 玻璃固化體與溶液的相互作用
        2.2.1 玻璃腐蝕機理
        2.2.2 玻璃腐蝕模擬與實驗室技術(shù)
    2.3 二次離子質(zhì)譜(SIMS)技術(shù)原理
        2.3.1 材料濺射理論
        2.3.2 二次離子質(zhì)譜(SIMS)
    2.4 其它分析技術(shù)
        2.4.1 掃描電子顯微鏡與透射電子顯微鏡
        2.4.2 X射線衍射分析
第三章 鎢的表面形貌與氫的深度分布
    3.1 材料處理與離子注入
        3.1.1 鎢材料與預(yù)處理
        3.1.2 離子注入實驗
        3.1.3 分析實驗過程
    3.2 注入條件與氫深度分布、微觀結(jié)構(gòu)的相關(guān)性
        3.2.1 劑量與表面形貌相關(guān)性
        3.2.2 能量效應(yīng)與深度分布
        3.2.3 討論與小結(jié)
    3.3 氫在鎢中的深度分布與退火行為
        3.3.1 深度分布與長期變化行為
        3.3.2 等溫退火下的氫分布行為
        3.3.3 討論與小結(jié)
    3.4 離子預(yù)注入對氫在鎢中的分布影響
        3.4.1 離子預(yù)注入后氫在鎢中的深度分布
        3.4.2 注入截面觀察
        3.4.3 討論與小結(jié)
第四章 ISG腐蝕玻璃中的元素分析
    4.1 樣品制備與腐蝕實驗
        4.1.1 ISG玻璃制備與腐蝕
        4.1.2 ToF-SIMS樣品制備
        4.1.3 實驗分析過程
    4.2 塊狀腐蝕ISG樣品的氫分布
        4.2.1 元素深度分布及成像條件
        4.2.2 塊狀I(lǐng)SG腐蝕玻璃的元素成像
        4.2.3 討論與小結(jié)
    4.3 顆粒狀I(lǐng)SG腐蝕樣品的元素分布
        4.3.1 SEM成像分析
        4.3.2 顆粒狀I(lǐng)SG腐蝕樣品的元素成像
        4.3.3 討論與小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 研究總結(jié)
        5.1.1 鎢中的H行為及其微觀結(jié)構(gòu)
        5.1.2 ISG玻璃腐蝕層的元素分析
        5.1.3 ToF-SIMS方法的應(yīng)用
    5.2 研究展望
在學(xué)期間的研究成果
參考文獻
致謝



本文編號：3182311