Energías de formación de complejos de defecto de H en α-Al2O3 irradiado en función del nivel de Fermi en entornos de crecimiento ricos en Al (izquierda) y ricos en O (derecha). Crédito:PAN Xindong
Recientemente, Los investigadores dirigidos por el profesor Zhou Haishan del Instituto de Física del Plasma (ASIPP) de los Institutos de Ciencias Físicas de Hefei (HFIPS) informaron sobre sus nuevos hallazgos sobre la influencia de los efectos de la irradiación en la permeación del hidrógeno a través de la alfa-alúmina (α-Al 2 O 3 ) barrera de permeación de tritio (TPB).
La autosuficiencia de tritio es una de las cuestiones más importantes en el desarrollo de la energía de fusión nuclear. También es una de las principales prioridades del reactor de prueba de ingeniería de fusión chino (CFETR).
Para reducir la permeación de tritio tanto como sea posible, una fina capa de revestimiento adherida a la superficie exterior o pared interior de los materiales estructurales en la manta y los sistemas auxiliares de manipulación de tritio, TPB, es sugerido. α-Al 2 O 3 , debido a su buena estabilidad térmica, estabilidad de radiación del aislamiento eléctrico y factor de reducción de alta permeabilidad (PRF), se considera el material TPB más prometedor para reactores de fusión.
Sin embargo, Se pueden producir muchos defectos de irradiación a través de la cascada de colisión de neutrones en el reactor de fusión. que tienen serios impactos en la PRF efectiva de α-Al 2 O 3 .
Después de explorar la influencia de los defectos puntuales inducidos por la irradiación en las propiedades de disolución y difusión del hidrógeno (H) en α-Al 2 O 3 , El equipo descubrió que los defectos aislados pueden atrapar múltiples átomos de H para formar complejos de defectos de H e impedir el proceso de difusión de H, resultando en un PRF más alto de α-Al 2 O 3 TPB.
Además, la barrera de baja migración de OiH-, conduciendo a una mayor difusividad, se consideró una posible razón subyacente de la baja eficiencia de permeación de α-Al 2 O 3 TPB en entornos de irradiación.
También sugirieron que, en cuanto a la prevención de la permeación de H, el α-Al irradiado 2 O 3 TPB es más eficaz en un H 2 O entorno que en un H 2 medio ambiente.
Sus resultados pueden ayudar a los investigadores a comprender el mecanismo de transporte de H en α-Al irradiado 2 O 3 , y proporcionar una explicación teórica razonable de los resultados experimentales de la permeación de H en α-Al 2 O 3 bajo ambientes de irradiación en los últimos años.
