氢等离子体辐照下钨基材料表面起泡微观机制的第一原理研究

聚变能源的应用目前存在两大瓶颈：可控热核聚变的关键物理问题和"托卡马克"装置及未来反应堆中的关键材料问题。高性能面对等离子体材料（PFM）研究是当前聚变研究的前沿热点之一。钨（W）材料被视为未来托卡马克/聚变堆中最可能全面使用的PFM。但是，钨基PFM存在着由于H等离子体辐照导致的W表面起泡的问题，直接影响钨基PFM的服役寿命。本项目，我们直接面向ITER基础研究重大需求，应用第一原理计算方法，针对H等离子体辐照下W材料中H的捕获和微观尺度氢团簇形成及其相应的扩散机制等科学问题进行系统研究。对于有可能导致W表面起泡的因素包括空位、晶界、杂质元素（C、O等）和应力效应，计算分析H与这些缺陷的相互作用及其相应的扩散机制，试图揭示W材料表面氢致起泡的微观机制，以期为核聚变装置中PFM的设计、制备和应用提供理论指导和参考依据。