Onlangs, onderzoekers onder leiding van prof. Zhou Haishan van het Institute of Plasma Physics (ASIPP) van de Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS) rapporteerden hun nieuwe bevindingen over de invloed van bestralingseffecten op waterstofpermeatie door alfa-alumina (α-Al ₂ O ₃ ) tritiumpermeatiebarrière (TPB).

Tritium-zelfvoorziening is een van de belangrijkste thema's bij de ontwikkeling van kernfusie-energie. Het is ook een van de topprioriteiten van de Chinese Fusion Engineering Test Reactor (CFETR).

Om de permeatie van tritium zoveel mogelijk te verminderen, een dunne coatinglaag gehecht aan het buitenoppervlak of de binnenwand van de structurele materialen in de deken en hulptritiumbehandelingssystemen, TPB, wordt gesuggereerd. -Ali ₂ O ₃ , dankzij de goede thermische stabiliteit, elektrische isolatie stralingsstabiliteit en hoge permeatiereductiefactor (PRF), wordt beschouwd als het meest veelbelovende TPB-materiaal voor fusiereactoren.

Echter, veel bestralingsdefecten kunnen worden geproduceerd door de neutronenbotsingscascade in de fusiereactor, die ernstige gevolgen hebben voor de effectieve PRF van α-Al ₂ O ₃ .

Na het onderzoeken van de invloed van door bestraling geïnduceerde puntdefecten op de oplos- en diffusie-eigenschappen van waterstof (H) in α-Al ₂ O ₃ , het team ontdekte dat de geïsoleerde defecten meerdere H-atomen kunnen vangen om H-defectcomplexen te vormen en het diffusieproces van H te belemmeren, wat resulteert in een hogere PRF van α-Al ₂ O ₃ TPB.

Daarnaast, de lage migratiebarrière van OiH-, wat leidt tot een hogere diffusie, werd beschouwd als een mogelijke onderliggende reden voor de lage permeatie-efficiëntie van α-Al ₂ O ₃ TPB's in bestralingsomgevingen.

Ze suggereerden ook dat, wat betreft H-permeatiepreventie, het bestraalde α-Al ₂ O ₃ TPB is effectiever in een H ₂ O omgeving dan in een H ₂ omgeving.

Hun resultaten kunnen onderzoekers helpen het transportmechanisme van H in bestraald α-Al . te begrijpen ₂ O ₃ , en een redelijke theoretische verklaring geven voor experimentele resultaten van H-permeatie in α-Al ₂ O ₃ onder bestralingsomgevingen in de afgelopen jaren.