Forskere opdager mekanismen bag indflydelsen af bestrålingsdefekter på tritiumpermeationsbarrieren
Dannelsesenergier af H-defektkomplekser i bestrålet α-Al2O3 som funktion af Fermi-niveauet i Al-rige (venstre) og O-rige (højre) vækstmiljøer. Kredit:PAN Xindong
For nylig, forskere ledet af prof. Zhou Haishan fra Institute of Plasma Physics (ASIPP) ved Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS) rapporterede deres nye resultater om indflydelsen af bestrålingseffekter på brintgennemtrængning gennem alfa-aluminiumoxid (α-Al) 2 O 3 ) tritiumpermeationsbarriere (TPB).
Selvforsyning med tritium er et af de vigtigste spørgsmål i udviklingen af nuklear fusionskraft. Det er også en af topprioriteterne for den kinesiske Fusion Engineering Test Reactor (CFETR).
For at reducere gennemtrængningen af tritium så meget som muligt, et tyndt belægningslag klæbet til den ydre overflade eller indervæg af de strukturelle materialer i tæppet og hjælpesystemer til håndtering af tritium, TPB, er foreslået. a-Al 2 O 3 , på grund af sin gode termiske stabilitet, elektrisk isolering strålingsstabilitet og høj permeationsreduktionsfaktor (PRF), anses for at være det mest lovende TPB-materiale til fusionsreaktorer.
Imidlertid, mange bestrålingsdefekter kan frembringes gennem neutronkollisionskaskaden i fusionsreaktor, som har alvorlig indvirkning på den effektive PRF af a-Al 2 O 3 .
Efter at have udforsket indflydelsen af bestrålingsinducerede punktdefekter på opløsnings- og diffusionsegenskaberne af hydrogen (H) i α-Al 2 O 3 , holdet fandt ud af, at de isolerede defekter kan fange flere H-atomer for at danne H-defektkomplekser og hæmme diffusionsprocessen af H, hvilket resulterer i en højere PRF af a-Al 2 O 3 TPB.
Udover, den lave migrationsbarriere for OiH-, fører til en højere diffusivitet, blev betragtet som en mulig underliggende årsag til den lave permeationseffektivitet af α-Al 2 O 3 TPB'er i bestrålingsmiljøer.
De foreslog også, at hvad angår forebyggelse af H-gennemtrængning, det bestrålede a-Al 2 O 3 TPB er mere effektiv i en H 2 O miljø end i et H 2 miljø.
Deres resultater kan hjælpe forskere med at forstå transportmekanismen for H i bestrålet α-Al 2 O 3 , og give en rimelig teoretisk forklaring på eksperimentelle resultater af H-permeation i a-Al 2 O 3 under bestrålingsmiljøer i de senere år.
Varme artikler
-
Mod et orrery for kvantemålteoriGitterpotentialet består af individuelle dimerer. Gitterpositionen er sinusformet moduleret i én retning ved to frekvenser (lilla og orange pile). Afhængig af belægningen i gitteret, atomer kan opfang -
Kvantetilstandene på overfladen af ledende materialer kan interagere stærkt med lysDe øvre og nedre elektronbånd i en semimetal berøring på steder kendt som Dirac-punkter. Kredit:American Physical Society En eksotisk stoftilstand, der blænder videnskabsmænd med sine elektriske e -
Hvordan konverterer jeg M3 til kilogram?Evnen til at konvertere mellem enheder af masse, densitet og volumen er en af de grundlæggende færdigheder, der er nødvendige for at løse grundlæggende problemer i fysik og kemi. Massen har i SI-sys -
Magnetiske materialer til fremtidens motorerMcHenry og hans team fremstiller amorfe metal nanokompositter i hans laboratorium. Kredit:College of Engineering, Carnegie Mellon University Ifølge en statistik fra University of Chicago, 50 proce
- Såning af næste generation af smarte materialer
- Kulstof opløst i arktiske floder påvirker vores verden - her er hvordan man studerer det
- Den skjulte skat af digital piratkopiering? Kan øge bundlinjen for producenter, forhandlere
- Elbilen, teknologisk afbrydelse, og klimaændringer
- Borax & Antifreeze
- Kvantematerialers subtile spinadfærd beviser teoretiske forudsigelser