托卡馬克裝置通過產(chǎn)生磁場控制等離子體,從而實現(xiàn)可控核聚變反應的發(fā)生。等離子體含有多種高能粒子,例如:中子、氫離子及其同位素、氦離子等。托卡馬克裝置第一壁材料必須承受高能中子輻照、熱負荷、電離輻射以及等離子體與之發(fā)生的相互作用,在第一壁材料內(nèi)可能產(chǎn)生空穴、填隙、替代等點缺陷。目前,第一壁材料主要選用高原子序數(shù)（Z）金屬元素:鉬和鎢。面向等離子體壁處理技術是提高高溫等離子體性能的關鍵環(huán)節(jié),該技術可以抑制等離子體雜質,降低粒子邊界再循環(huán),保證高參數(shù)、長脈沖等離子體運行。托卡馬克裝置第一壁材料在長期鋰化后,鋰原子可能沿著晶界和缺陷擴散而固溶于第一壁材料,鋰雜質原子的存在可能對第一壁材料的性能造成一定的影響,值得深入探究。氦泡或氦脆是第一壁材料的共性問題,目前還沒有方法能夠徹底解決,而存在的鋰雜質原子對氦原子的行為又具有怎樣的影響?本論文利用第一性原理計算,研究了鋰原子在第一壁材料—鉬和鎢金屬內(nèi)部存在時的微結構和電子結構以及鋰原子與氦原子的相互作用,并且進一步探討了鋰、氦雜質原子對鉬和鎢晶體力學和熱力學性能的影響。計算結果表明:在鉬和鎢金屬中,單一鋰原子傾向于占據(jù)替代位,間隙鋰原子在鉬和鎢晶體中... 

【文章來源】：上海大學上海市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

托卡馬克裝置工作原理示意圖[4]

圖 1.1 托卡馬克裝置工作原理示意圖[4]年，一項重大國際科技合作計劃—ITER 計劃被確立，我國此計劃。其目標是建造一個可自持燃燒（點火）的核聚變堆的工程可行性[3]。主要包括三個方面[2]：（1）實現(xiàn) 50 400 s 以上的氘氚燃燒；（2）研究穩(wěn)定的高約束、高性（3）未來商用聚變堆的相關工程物理技術。ITER 由 33 ，基本涵蓋了國際上所有的托克馬克研究資源。計劃于 （圖 1.2 為 ITER 裝置示意圖），將肩負未來近 20 年的聚ITER 研究分為六個階段[3]：原理性研究、規(guī)模試驗、工程物理實驗、示范聚變電站、商用聚變電站。目前國裝置試驗階段，并逐步向工程物理實驗階段過渡。

EAST裝置[6]

【參考文獻】：
期刊論文
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[8]HL-1M裝置內(nèi)壁鋰化實驗進展[J]. 王明旭,張年滿,王志文,王恩耀,嚴東海,崔成河,梁雁.  真空與低溫. 2001(01)
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博士論文
[1]面向等離子體材料鎢合金力學性質的第一性原理研究[D]. 姜迪友.南昌大學 2017
[2]聚變堆結構材料中氦原子等雜質效應的第一性原理研究[D]. 李瑞環(huán).大連理工大學 2016
[3]聚變堆第一壁材料氫行為和力學性質的第一性原理研究[D]. 徐京城.大連理工大學 2011

碩士論文
[1]等離子體壁處理技術對第一壁性能的影響[D]. 張勇.中國科學技術大學 2016



本文編號：3303304