钨表面辐照导致的溅射问题的理论研究

发布时间：2023-12-28 20:17

　　目前人类社会面临能源紧缺和环境污染两大问题,因此需要研究一种新型、清洁、可持续的能源。核聚变能源由于H原料存储丰富、使用无污染而引起了人们广泛的关注。但是核聚变反应发生在极高的温度下(大约几千万摄氏度)并且产生更高的温度和高能粒子,因此需要特殊的容器来承载并控制核聚变的发生。国际热核聚变反应堆(ITER)是一个旨在验证核聚变在技术和科学上可行的大型科学实验。ITER利用托卡马克装置通过产生磁场控制等离子体从而实现核聚变反应的发生。在等离子体里有各种各样的高能粒子,比如中子、氢离子及其同位素、氦离子等。这些粒子可能会从等离子体中逃脱并撞击到第一壁材料上,因此第一壁材料需要有很好的热力学性能。钨和钨基材料由于高熔点、高热导率、低溅射率和低滞留率被选为第一壁材料。但钨也不是完美的第一壁材料,被溅射出的钨原子进入等离子体而对等离子体造成灾难性的影响,因此研究钨材料的溅射问题是很有必要的。在本文中,我们采用紧束缚势分子动力学程序模拟研究钨材料(110)表面辐照导致的原子溅射问题以及钨材料内微孔演化的问题。本文共分为四章内容。第一章主要介绍了第一壁辐照材料的研究背景,讲述了第一壁材料的选取,以及钨...

【文章页数】：51 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 第一壁材料研究背景
    1.1 实验条件
    1.2 研究现状
    1.3 本章小结
第2章 钨的紧束缚势分子动力学
    2.1 分子动力学方法
        2.1.1 分子动力学方法简介
        2.1.2 分子动力学模拟的四个步骤
    2.2 紧束缚势模型
    2.3 本章小结
第3章 W(110)面辐照导致的损伤研究
    3.1 研究背景
    3.2 计算细节
    3.3 结果讨论
        3.3.1 完整表面上辐照导致的溅射
        3.3.2 完整表面上辐照导致的空位
        3.3.3 缺陷表面上辐照导致的溅射
    3.4 本章小结
第4章 钨内微孔和间隙原子间相互作用
    4.1 研究背景
    4.2 计算细节
    4.3 结果讨论
        4.3.1 稳定存在的微孔结构
        4.3.2 微孔和单个间隙原子相互作用
        4.3.3 微孔和多个间隙原子相互作用
    4.4 本章小结
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果



本文编号：3876112