夜雨聆风
AI导读
本文依托高能物理研究所正电子研究平台，以聚变堆候选材料——钨-镍-铁（W-Ni-Fe）合金为研究对象，围绕复杂服役环境下辐照缺陷对氘滞留与脱附行为的影响机制开展实验研究。研究采用3.5 MeV Fe离子对97W-2Ni-1Fe合金及纯钨进行预辐照，随后注入50 eV氘等离子体，以模拟聚变堆服役过程中中子辐照引发的离位损伤及燃料滞留行为。借助正电子湮没谱学技术（DBS）、热脱附谱学技术（TDS）和透射电子显微镜（TEM）等表征手段，重点分析了空位型缺陷的深度分布特征、缺陷俘获氘形成复合体的过程，以及氘泡的演化规律，并对两类材料的抗辐照性能进行对比。研究结果表明，Fe离子预辐照所诱导的缺陷显著促进了氘在材料内部的扩散与滞留，并进一步形成氘-空位复合体及氘泡。相比纯钨，97W-2Ni-1Fe合金表现出更优异的抗辐照损伤能力，在相同辐照条件下，其缺陷浓度较低，且对氘泡形成具有更强的抑制作用。TDS结果显示，在低剂量和高剂量预辐照条件下，该合金的氘滞留量较纯钨分别降低65.0%和55.8%。97W-2Ni-1Fe 合金表现出较低的氘滞留和较低的脱附温度，这使其在聚变堆环境中具有更好的稳定性和耐辐照性能。未来研究可进一步优化合金成分，探讨多元素合金化对抗辐照性能的提升机制，并结合更复杂的中子辐照实验，深入揭示氘-缺陷相互作用机理。
文章信息
薛海宇, 朱特, 刘晟, 等. 预辐照对钨及钨-镍-铁合金中氘滞留与脱附行为的影响 [J]. 核技术, 2026, 49 (2): 020501. https://www.sciengine.com/doi/10.3724/j.0253-3219.2026.hjs.49.250019.
作者信息
第一作者：薛海宇，南华大学核科学与技术专业硕士研究生，研究方向为辐射防护与环境保护。
通信作者1：伍海彪，工学博士，高级工程师，南华大学核科学与技术专业硕士研究生导师。从事金属合金材料中辐照微观缺陷形成、微量元素纳米偏析等微观结构演变机理等研究工作，在正电子湮没谱学方法、同步辐射掠入射X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等表征分析方面具有丰富的实践经验。在高温、辐照多应力耦合场离子辐照缺陷、气体原子－空位复合结构迁移演变机制、气体原子扩散与聚集行为以及合金中微量元素偏析机理等多个领域具有扎实的研究基础。主持国家自然科学基金1项、湖南省重大科技攻关“揭榜挂帅”制项目子课题1项，以第一或通讯作者发表高水平SCI论文30余篇，博士论文《钨及钨基合金辐照微观缺陷捕获氦行为研究》获评湖南省优秀博士论文。
通信作者2：朱特，中国科学院高能物理研究所 特聘青年研究员，2024年中国科学院百人引才B类入职高能所，之前在京都大学和香港大学从事晶体材料微结构演变实验和模拟研究。具有核分析技术和材料科学交叉研究经验，依托同步辐射X射线、正电子和中子谱学等实验手段，结合第一性原理和分子动力学模拟计算方法，针对晶体材料中原子-微纳尺寸结构表征和调控。近5年主持或参与国家自然科学基金、院先导A类项目、香港研资局、国家重点研发计划等课题 10 项；迄今已在Acta Mater.、JNM等学术期刊发表论文90余篇，第一/通讯作者论文30余篇，被引用1000余次。
通信作者3：程品晶，副教授，硕士生导师，注册核安全工程师，美国普渡大学和日本东北访问学者，湖南省核学会第七届理事会核医学专业委员会副主任、中国生物医学工程学会医学物理分会第一届医学教育专业委员会委员。主要从事肿瘤放射物理学、中子物理学实验、核技术及应用方面的教学和科研工作。以第一作者或通讯作者发表核心论文30余篇，参编著作1部，获省级教学成果奖3项。主持省部级和企事业项目10余项，参与国家自然和省自然科学基金项目6项，获授权国家发明专利2项。培养硕士研究生18名。
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