低載能氫及其同位素與鎢表面相互作用的分子動(dòng)力學(xué)模擬.pdf

1、核聚變能的發(fā)展為人類的可持續(xù)發(fā)展提供了可能。但是在核聚變裝置中，等離子體并不是處在完全真空的環(huán)境內(nèi)，等離子體與等離子體器壁材料之間必然要產(chǎn)生強(qiáng)烈的相互作用。等離子體與器壁材料之間發(fā)生的相互作用不但會(huì)損壞器壁從而縮短器壁材料的使用壽命，增加氚滯留率，而且還會(huì)生成大量的雜質(zhì)物質(zhì)，這些雜質(zhì)進(jìn)入等離子體區(qū)會(huì)造成等離子體冷卻，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成放電熄滅。因此，在聚變裝置的研究中，開(kāi)展等離子體與器壁材料之間相互作用的研究是極其必要的。
　　本論文采

2、用分子動(dòng)力學(xué)方法，對(duì)低載能氫及其同位素粒子與鎢靶表面的相互作用機(jī)制進(jìn)行了模擬研究。研究?jī)?nèi)容主要包括:氫及其同位素粒子轟擊平滑鎢表面的滯留深度分布和能量沉積分布;不同載能粒子轟擊平滑鎢靶表面的相互作用情況;不同溫度的平滑鎢靶表面對(duì)入射粒子滯留分布和能量沉積分布的影響;鎢靶表面粗糙度對(duì)入射粒子滯留概率和滯留深度分布的影響;以及鎢靶中已存在的氫及其同位素粒子對(duì)入射粒子的影響情況。
　　模擬結(jié)果顯示，氫及其同位素粒子主要在鎢靶表面發(fā)生反射

3、、滯留反應(yīng)，并且相對(duì)質(zhì)量越大的入射粒子滯留概率越大，能量沉積的速率越快，平均滯留深度越淺。而載能越大的入射粒子，粒子滯留概率越大，平均滯留深度越深，能量沉積的越慢。鎢靶溫度的改變會(huì)影響入射粒子的反射概率，但是對(duì)入射粒子滯留深度分布和能量沉積分布的影響卻很小。低載能氘粒子轟擊粗糙鎢靶表面的模擬結(jié)果表明，表面的粗糙程度越大，入射粒子的滯留概率越大，粒子滯留范圍越深。如果鎢靶中已存在氘粒子，則這些氘粒子會(huì)抑制入射氘粒子的注入，入射粒子只能在此