【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(xué)性能,比如高熔點(diǎn)、高導(dǎo)熱率、低氚滯留率,被認(rèn)為是目前最有前途的面對(duì)等離子體壁的候選材料。然而,面對(duì)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(dǎo)致鎢材料表面以及體內(nèi)產(chǎn)生大量的空洞,帶來(lái)氫同位素滯留問(wèn)題；同時(shí),可導(dǎo)致鎢表面的起泡問(wèn)題。另外,聚變反應(yīng)時(shí),在第一壁材料內(nèi)產(chǎn)生的雜質(zhì)和空位等缺陷會(huì)成為俘獲氫的不飽和陷阱,從而易于形成團(tuán)簇；這不但加重氚滯留問(wèn)題,而且隨著團(tuán)簇的生長(zhǎng)和擴(kuò)張,第一壁材料原子核團(tuán)簇會(huì)進(jìn)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(diǎn)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(bào)了研究成果及分析討論,內(nèi)容安排如下： 第三章重點(diǎn)研究了分子動(dòng)力學(xué)方法對(duì)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(dāng)氫粒子垂直入射,能量為0.5-20.0eV時(shí),粒子滯留在鎢內(nèi)部的概率急速增加,在模擬能量整個(gè)區(qū)間內(nèi),發(fā)生反射過(guò)程的概率逐漸減少但始終占主導(dǎo)。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(dǎo)。通過(guò)進(jìn)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(duì)理解聚變反應(yīng)中,鎢材料的選用優(yōu)勢(shì)和化學(xué)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(dòng)力學(xué)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(shuō)明,傳統(tǒng)的二體碰撞理論不能很好的描述低能碰撞問(wèn)題。 第四章匯報(bào)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(dòng)力學(xué)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(guò)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(duì)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(huì)對(duì)入射粒子的能量傳遞過(guò)程造成一定影響。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TL627
【圖文】：

縮實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)的，產(chǎn)生了可觀測(cè)得到的受控?zé)岷朔磻?yīng)中出來(lái)的中子。世界各國(guó)研究機(jī)構(gòu)，為能創(chuàng)造出可將等離子體很好約束住的有效磁場(chǎng)位形而不斷探索，曾建立了各種聚變實(shí)驗(yàn)裝置。目前托克馬克裝置在各類裝置中獨(dú)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(yùn)行的各種不同的裝置中，歐洲的 JET (Joint European Torus)和美國(guó)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(gè)最大的托克馬克裝置[4]。前三個(gè)托卡馬克分別于1986年底、1983年中和1985年投入運(yùn)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(jìn)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(shí)了它的可行性。科學(xué)可行性被證明，受控磁約束的技術(shù)可行性需要被證實(shí)。面對(duì)此項(xiàng)高難度高投入的國(guó)際計(jì)劃，需要全球各國(guó)人民的合作和參與。1988年初，在國(guó)際原子能委員會(huì)的組織下，由美國(guó)、蘇聯(lián)、Q啽競(jìng)團(tuán)分蘗猑u會(huì)討論設(shè)計(jì)世界上第一個(gè)聚變反應(yīng)堆的可能性問(wèn)題。介于核聚變研究已取得的重大進(jìn)展，決定由以上國(guó)家派出科學(xué)家共同設(shè)計(jì)這個(gè)計(jì)劃，名為 ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) [5]。我國(guó)于 2006 年 11 月正式加入ITER計(jì)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(shí)際模擬區(qū)域一般會(huì)設(shè)定為|/;|<1/2<.若H模擬區(qū)

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 趙越;;三軸投影殼模型對(duì)Pt區(qū)同位素原子核形狀的研究[J];科技廣場(chǎng);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(huì)議論文 前1條

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

相關(guān)碩士學(xué)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(dòng)力學(xué)模擬研究[D];大連理工大學(xué);2014年

本文編號(hào)：2741689