載能氫、氘離子在鎢中的沉積行為及其輻照損傷研究.pdf

1、核能的開發(fā)是人類永久解決能源問題的必然選擇。隨著國際熱核實(shí)驗(yàn)堆（ITER）的設(shè)計(jì)和研發(fā)，聚變材料日益引起人們的重視。鎢基材料是聚變堆偏濾器的主要候選材料，因此，研究鎢基材料因氫離子輻照引起的微觀結(jié)構(gòu)和性能變化顯得至關(guān)重要。
　　本工作主要研究了氫在鎢材料中的沉積及對鎢材料的輻照損傷效應(yīng)。其一，將能量為20keV/D，注量率為3.0×1014D/（cm2s）的離子注入到鎢中，注入過程中，通過記錄出射質(zhì)子產(chǎn)額，研究鎢中氘濃度隨注量的關(guān)

2、系；并在某些注量點(diǎn)用能量為75keV/D，流強(qiáng)為0.6μA的束流監(jiān)測。在停束后，進(jìn)行兩輪不同注量和不同能量的氘離子注入，探究氘濃度隨輻照損傷的變化。在樣品放置一年后和兩年后，分別利用彈性反沖核分析和二次離子質(zhì)譜分析方法研究靜態(tài)氘濃度變化情況。其二，將能量為10keV,不同流強(qiáng)的質(zhì)子注入到鎢中，注量范圍為1015-1018H/cm2。通過原子力顯微鏡（AFM）、電子掃描電鏡（SEM）和透射電鏡（TEM）觀察輻照前后樣品的表面形貌，分析輻照

3、損傷引起的氣泡成形、生長到破裂的演變過程隨注量和注量率的變化關(guān)系。結(jié)合兩方面的研究，討論了氣泡形成對氘濃度的影響。
　　根據(jù)以上的研究，得到結(jié)論如下：
　?。?）20keV/D的氘離子注入時(shí)，沉積在鎢中的飽和氘濃度為nD/nW=44.0±2.7(at.％)，達(dá)到飽和時(shí)的臨界注量為1.54×1018D/cm2。
　?。?）低能量（5-13keV）氘離子的注入，對樣品的損傷程度比較大，輻照損傷改變了氘離子在損傷區(qū)域的擴(kuò)散系