輻射損害降低了潛在的聚變反應堆材料的熔點

2019-05-29 10:45:17 編輯：來源：

導讀輻射損傷降低了金屬鎢的熔點，這種效應可能導致核聚變反應堆中的材料失效以及材料暴露于來自極熱聚變等離子體的粒子輻射的其他應用。這是今

輻射損傷降低了金屬鎢的熔點，這種效應可能導致核聚變反應堆中的材料失效以及材料暴露于來自極熱聚變等離子體的粒子輻射的其他應用。這是今天發表在Science Advances上的一項研究的結果，該研究由能源部SLAC國家加速器實驗室的研究人員領導。

為了模擬材料在融合實驗的惡劣條件下可以承受的損害，該團隊用高能離子轟擊鎢樣品。然后，他們用高功率激光加熱樣品并“拍攝”樣品的原子如何用SLAC的超快“電子相機”(超快電子衍射儀器(MeV-UED))作出響應。他們發現損壞的鎢在比原始鎢更低的溫度下液化。將他們的實驗數據與先進的模擬結合起來，研究人員首次可以量化超快熔化過程如何受到輻射損傷的影響。

科學家表示，這些結果可能有助于設計聚變反應堆材料，例如提供處理損傷地點的想法。他們還強調了SLAC的Linac相干光源(LCLS)X射線激光器的高能量升級以及激光設備功率增強的重要性，這將為在極端條件下進行更詳細的材料研究鋪平道路。

用SLAC的超快電子衍射儀器(MeV-UED)捕獲的激光誘導的輻射損傷鎢熔化。儀器的高能電子束穿過鎢樣品，在探測器(環)上產生特征散射圖，研究人員可以從中確定樣品的原子結構。隨著時間的推移，模??式的變化揭示了快速融化過程的原子細節。圖片來源：SLAC國家加速器實驗室

用高功率激光脈沖加熱后輻射損傷鎢快速熔化過程的計算機模擬。每個點代表材料中的原子。顏色表示原子是否是有序固態的一部分(紅色); 一種混亂，液化的狀態(藍色); 或者介于兩者之間的狀態(綠色)。電影展示了材料如何從固態快速轉變為液態。圖片來源：SLAC國家加速器實驗室

標簽：聚變反應堆材料的熔點