高剂量氦离子辐照对新型中子增殖铍钨合金表面结构的影响

摘要

为了确保未来核聚变反应堆的氘氚自持燃烧必需采用中子增殖材料来得到合适的氚增值比.金属铍被认为是最有前途的核聚变反应堆固态中子倍增材料,但其熔点低,高温抗辐照肿胀性能差,因此需要寻找和研发具有更高熔点和更耐辐照肿胀的新型中子增殖材料以满足更先进的聚变堆要求.本研究尝试提出并制备了一种更高熔点的铍钨合金(Be12W),通过X射线和扫描电子显微镜对它的相组成和表面结构进行分析.对新型铍钨合金进行高剂量的氦离子辐照,发现合金表面一次起泡的平均尺寸约为0.8μm,面密度约为2.4×10^7 cm^-2,而二次起泡的平均尺寸约为80 nm,面密度约为1.28×10^8 cm^-2.分析氦辐照引起的表面起泡及其机制,并与纯铍和铍钛合金表面起泡的情况进行了对比.