铁团簇对液态锂黏度影响的分子模拟研究

摘要

在磁约束核聚变装置中,液态锂有着广泛用途,例如包层、偏滤器等。由于液态锂具有活跃的物理化学特性,其与结构材料的相容性问题一直是核聚变领域的重要研究方向之一。目前工程上通常采用不锈钢作为液态锂回路的结构材料,锂与铁之间的相容性问题已经得到很多学者的关注。鉴于此,采用分子动力学方法对含有铁团簇的液态锂进行模拟研究,分析铁团簇对液态锂黏度的影响规律和微观机理,考察团簇尺寸、形状和体积浓度的影响。结果表明铁团簇的存在可以显著地改变液态锂的黏度,而且随着团簇尺寸的增加黏度逐渐增大。团簇形状对黏度也有一定的影响,在相同体积的条件下,表面积越大影响越大。此外,发展了纳米流体黏度计算模型,可以很好地拟合分子动力学的模拟结果。