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氦、氘对纯铁辐照缺陷的影响
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:物理学报
  • 时间:2013.8.8
  • 页码:1668011-1668017
  • 分类:O562.5[理学—原子与分子物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083, [2]北海道大学工学研究院,札幌060—8628,日本
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(批准号:2011GB108002)、国家自然科学基金(批准号:50971030,11275023,51071021)和日本学术振兴会Asia-Core计划资助的课题.
  • 相关项目:氢与辐照缺陷的相互作用中的同位素效应
中文摘要:

在核聚变堆的辐照环境中,核嬗变产物氢、氦对结构材料的抗辐照性能将产生很大的影响.本实验采用离子注入和电子辐照模拟研究了氦和氘对具有体心立方结构的纯铁的影响.采用离子加速器在室温分别对纯铁注入氦离子和氘离子,经500℃时效1h后在高压电镜下进行电子辐照.结果表明:室温注氦和室温注氘的纯铁在500℃时效后分别形成间隙型位错环和空位型位错环.在电子辐照下,间隙型位错环吸收间隙原子而不断长大,而空位型位错环吸收间隙原子不断缩小.通过计算位错环的变化速率发现,空位型位错环比间隙型位错环吸收了更多的间隙原子,即室温注氘纯铁的位错偏压比室温注氦纯铁的偏压参量大,这意味着相同实验条件下空位型位错环对辐照肿胀的贡献大于间隙型位错环对辐照肿胀的贡献.利用氦.空位复合体和氘一空位复合体的结构,分析了注氦和注氘后在纯铁中形成不同类型位错环的原因.

英文摘要:

Productions of transmute elements (hydrogen and helium) have great influences on the resistance to irradiation damage in structural materials for fusion reactor. The evolution of irradiation damage in bcc iron is investigated with ion implantation and electron irradiation. Pure iron implanted by He+ or D+ ions at room temperature are aged at 500℃ for 1 h, then irradiated by electrons under high voltage electron microscope. The results show that interstitial loops (/-loop) and vacancy loops (v-loop) are formed in He+-implanted iron and D+-implanted iron respectively. Under electron irradiation, due to the absorption of interstitials atom,i-loop grows up while v-loop shrinks. According to the rate of variation of dislocation loop, v-loop absorbs more interstitial atoms, i.e., the dislocation bias of D+-implanted iron is larger than that of He+-implanted iron, which means that the v-loop has the more contribu- tions to irradiation swelling than i-loop. The causes of the different natures of dislocation loops formed in D+-implanted iron and He+-implanted iron are analyzed by the structures of He-V and D-V complexes.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876