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Jozef Stefan Institute最新研究:暴露于氘原子的离子辐照钨中氘的保留和输运:晶界的作用

论论资讯 | 2024-02-02 3热度

Nuclear Materials and Energy

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Deuterium retention and transport in ion-irradiated tungsten exposed to deuterium atoms: Role of grain boundaries

Markelj S.; Zavašnik J.; Šestan A.; Schwarz-Selinger T.; Kelemen M.; Punzón-Quijorna E.; Alberti G.; Passoni M.; Dellasega D.

Published:2024-03-01
DOI:10.1016/j.nme.2024.101589

研究背景

随着科技的不断发展,人们对于能源的需求越来越高,而核能作为一种高效、清洁的能源形式备受关注。然而,核能的应用也带来了一系列的问题,其中之一就是核材料的辐射损伤和氘的保留问题。当前,研究领域存在的问题是如何减少核材料在辐射过程中的氘保留问题,以及如何更好地理解氘在材料中的输运机制。

研究内容

一篇最新发表在《核材料与能源》期刊上的论文,研究了氘在钨晶界上的保留和输运问题。研究人员使用脉冲激光沉积技术在钨基底上制备了纳米晶钨薄膜。通过热退火将纳米晶钨薄膜的晶粒尺寸增加到1微米,并使用20 MeV W离子在290 K下制备了辐射损伤。然后,将样品暴露在600 K下的0.3 eV氘原子中,通过核反应分析测量了氘的保留和深度分布。研究发现,在纳米颗粒晶粒中,氘比在晶粒尺寸较大的样品中更快地进入了受损区域,表明晶界增加了氘在材料中的输运。通过样品中的最终氘浓度评估了缺陷的浓度。研究还发现,纳米结构并没有对缺陷的产生产生重大影响。

研究意义

这项研究的创新点在于,通过研究晶界对氘在材料中的输运机制的影响,为解决核材料在辐射过程中的氘保留问题提供了新的思路。此外,研究还对理解纳米材料中缺陷的形成机制提供了有益的参考。这项研究为核材料的设计和开发提供了有益的参考,有助于更好地应对核能应用中的挑战。

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