【摘要】：在核反應(yīng)裝置中鎢和鎢合金憑借其低濺射腐蝕率,良好的熱學性能,比如高熔點、高導熱率、低氚滯留率,被認為是目前最有前途的面對等離子體壁的候選材料。然而,面對等離子體材料要承受高束流的氫同位素氘(D)和氚(T)的轟擊,導致鎢材料表面以及體內(nèi)產(chǎn)生大量的空洞,帶來氫同位素滯留問題；同時,可導致鎢表面的起泡問題。另外,聚變反應(yīng)時,在第一壁材料內(nèi)產(chǎn)生的雜質(zhì)和空位等缺陷會成為俘獲氫的不飽和陷阱,從而易于形成團簇；這不但加重氚滯留問題,而且隨著團簇的生長和擴張,第一壁材料原子核團簇會進入等離子區(qū),污染等離子體,降低聚變效率。本文的前兩章分別重點綜述了文章的研究背景以及基本的研究原理；然后,三、四章則主要匯報了研究成果及分析討論,內(nèi)容安排如下： 第三章重點研究了分子動力學方法對不同角度入射的低能氫粒子(0.5-50.0eV)與鎢表面的相互作用的模擬結(jié)果。研究發(fā)現(xiàn),當氫粒子垂直入射,能量為0.5-20.0eV時,粒子滯留在鎢內(nèi)部的概率急速增加,在模擬能量整個區(qū)間內(nèi),發(fā)生反射過程的概率逐漸減少但始終占主導。改變?nèi)肷淞Ｗ拥娜肷浣嵌?滯留概率在某些能量范圍內(nèi)雖有所增加,但氫原子被反射現(xiàn)象仍然占主導。通過進一步觀察粒子的入射深度和能量變化推斷出粒子在鎢塊中的能量傳遞方向。這些結(jié)果對理解聚變反應(yīng)中,鎢材料的選用優(yōu)勢和化學腐蝕以及氫或氫同位素滯留有重大意義。此外,在所研究的能量范圍內(nèi),分子動力學方法模擬結(jié)果與以二體理論為基礎(chǔ)的TRIM程序的氫與鎢模擬結(jié)果之間有明顯差異,這說明,傳統(tǒng)的二體碰撞理論不能很好的描述低能碰撞問題。 第四章匯報了低能氫以及其同位素原子與鎢(001)表面相互作用的分子動力學研究,深入探討了氫原子的同位素效應(yīng)。研究結(jié)果表明：粒子的反射概率主要依賴入射角度和入射能量,并且在一定的角度范圍內(nèi),產(chǎn)生了溝道效應(yīng)。通過分析氫及其同位素能量沉積規(guī)律得到：入射原子質(zhì)量越大,越容易停留在鎢塊內(nèi)；襯底自身的溫度對結(jié)果也有較大的影響；原子質(zhì)量,原子入射角度和能量都會對入射粒子的能量傳遞過程造成一定影響。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TL627
【圖文】：

縮實驗中實現(xiàn)的，產(chǎn)生了可觀測得到的受控熱核反應(yīng)中出來的中子。世界各國研究機構(gòu)，為能創(chuàng)造出可將等離子體很好約束住的有效磁場位形而不斷探索，曾建立了各種聚變實驗裝置。目前托克馬克裝置在各類裝置中獨占鰲頭，受到廣泛重視。托卡馬克作為研究磁約束的重要裝置，相繼投入運行的各種不同的裝置中，歐洲的 JET (Joint European Torus)和美國的 TFTR (The Tokamak Fusion Test Reactor),以及Q啽鏡腏T (Japanese Torus) -60跟蘇聯(lián)的T (Tokamak) -15是其中四個最大的托克馬克裝置[4]。前三個托卡馬克分別于1986年底、1983年中和1985年投入運行，并取得了讓世人震驚的良好結(jié)果。更讓人振奮鼓舞的是，于1991年11月9 FI在JET上首次成功的進行了Ml#聚變反應(yīng)，如此便解^u了核聚變能源的神秘面紗，證實了它的可行性�？茖W可行性被證明，受控磁約束的技術(shù)可行性需要被證實。面對此項高難度高投入的國際計劃，需要全球各國人民的合作和參與。1988年初，在國際原子能委員會的組織下，由美國、蘇聯(lián)、Q啽競團分蘗猑u會討論設(shè)計世界上第一個聚變反應(yīng)堆的可能性問題。介于核聚變研究已取得的重大進展，決定由以上國家派出科學家共同設(shè)計這個計劃，名為 ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) [5]。我國于 2006 年 11 月正式加入ITER計劃。ITER裝置圖如下所示。

圖2.1周期性邊界條件展示圖（二維）t6]。play drawing of periodic boundary conditions(the two-dimensional case is showe，實際模擬區(qū)域一般會設(shè)定為|/;|<1/2<.若H模擬區(qū)

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 趙越;;三軸投影殼模型對Pt區(qū)同位素原子核形狀的研究[J];科技廣場;2012年01期

2 ;[J];;年期

3 ;[J];;年期

4 ;[J];;年期

5 ;[J];;年期

6 ;[J];;年期

7 ;[J];;年期

8 ;[J];;年期

9 ;[J];;年期

10 ;[J];;年期

相關(guān)會議論文 前1條

1 李曉偉;沈彩萬;于少英;;174Hf和175Hf的三軸超形變的研究[A];第十一屆全國中高能核物理大會暨第六屆全國中高能核物理專題研討會會議手冊[C];2006年

相關(guān)碩士學位論文 前1條

1 郭龍婷;低能氫及其同位素原子轟擊鎢（001）表面的分子動力學模擬研究[D];大連理工大學;2014年

本文編號：2741689