托卡马克中钨涂层材料的表面起泡行为机理研究

人类能源消耗快速增加，核聚变能源由于其燃料近乎取之不尽且其本质上非常安全而获得了世界范围的高度重视。获得满足核聚变托卡马克/反应堆苛刻要求的材料对以商用为最终目标的核聚变研究的成功将会是最关键因素之一。钨材料已经被列为未来托卡马克/聚变堆中最可能全面使用的面对等离子体材料，但是迄今为止对它的研究尤其是在托卡马克等离子体环境下的研究仍然开展不多。钨材料在氢同位素等离子体环境下存在一些问题，其中之一就是表面起泡，其危害就是起泡可能直接导致表皮喷射进托卡马克等离子体中或者起泡的表皮易于过热熔化甚至蒸发，从而影响到等离子体的稳定性并导致材料寿命缩短。本研究将考虑各种等离子体参数以及钨涂层材料的制备过程及物理性能对起泡行为的影响，并试图阐明体内缺陷的产生和成长与氢在金属中的传输的关系以及表面杂质的影响等问题，从而探索从材料制备及性能开始到放入托卡马克以后避免钨材料起泡的各种可能途径。