面向等离子体W-K合金的高能H+粒子、低能He等离子体及其组合辐照效应

摘要

核聚变能被公认是能有效解决人类社会未来能源问题与环境问题的主要途径之一.自上世纪80年代确立国际热核聚变实验堆(ITER)计划,并在本世纪初期完成ITER概念设计,核聚变能开发已经从基础研究阶段步入工程可行性阶段.按照预定规划,2019年完成ITER装置建造,2035年启建聚变示范堆(DEMO),2050年左右实现聚变堆的商业化应用.各国研究人员开发了诸多的W基材料。其中，W-K合金具有非常好的抗蠕变强度、韧性和较高的再结晶温度，因而被认为是未来聚变反应堆最有应用前景的面向等离子体材料之一。本文研究不同K含量W-K合金的高能H+粒子(1.95MeV)、低能He等离子体(100eV)及其组合辐照效应。通过扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)的观察，可以发现，W-K合金的抗高能H+粒子辐照性能随K含量的增加而改善。然而，对于低能He等离子体辐照而言，K含量增加的效应却是相反的。