连续碳纤维增强碳化硅的辐照效应
连续碳纤维增强碳化硅材料除了具有碳化硅材料固有的低中子活化性能,低衰变热性能和低氚渗透性能等优点以外,还具有密度低、线性膨胀系数小、高比强度、高比模量、耐高温、抗氧化、抗蠕变、抗热震、耐化学腐蚀、耐盐雾、优良的电磁波吸收特性等一系列优异性能,是各类核工程重要的潜在候选材料.在核聚变工程应用领域,连续碳纤维增强碳化硅材料作为第一壁材料不可避免地会受到各种辐射粒子的影响.研究清楚这些辐射粒子对它的辐照效应对其在核工程领域的安全使用至关重要.采用蒙特卡罗方法与分子动力学方法进行模拟计算,研究了氕、氘、氚和氦四种粒子对连续碳纤维增强碳化硅的辐照效应.SRIM和LAMMPS计算结果表明:当入射原子能量为100eV,连续碳纤维增强碳化硅中碳的浓度在80％～85％时,氕、氘、氚和氦原子的溅射率存在最小值;入射粒子的种类对溅射率的影响显著,氦原子的溅射率大于氘原子和氚原子,而氘原子和氚原子的溅射率相差不大但均显著大于氕原子;溅射率随入射能量的增加先迅速增加后逐渐减小,氕、氘、氚和氦原子入射能量分别在200,400,600和800eV时存在溅射率最大值;当氦原子入射能量为100eV时,溅射率随入射角度的增加而逐渐减少.这些结果对连续碳纤维增强碳化硅材料在核工程上的应用具有一定的参考意义.
核聚变材料 连续碳纤维增强碳化硅 氢同位素 氦原子 溅射率 辐照效应
李洋 赵强 张峥 欧阳晓平
华北电力大学核科学与工程学院,非能动核能技术北京市重点实验室,北京102206 华北电力大学核科学与工程学院,非能动核能技术北京市重点实验室,北京102206;西北核技术研究所,西安710024
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2016-10-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）