低載能氫及其同位素與鎢表面相互作用的分子動力學(xué)模擬.pdf

1、核聚變能的發(fā)展為人類的可持續(xù)發(fā)展提供了可能。但是在核聚變裝置中，等離子體并不是處在完全真空的環(huán)境內(nèi)，等離子體與等離子體器壁材料之間必然要產(chǎn)生強(qiáng)烈的相互作用。等離子體與器壁材料之間發(fā)生的相互作用不但會損壞器壁從而縮短器壁材料的使用壽命，增加氚滯留率，而且還會生成大量的雜質(zhì)物質(zhì)，這些雜質(zhì)進(jìn)入等離子體區(qū)會造成等離子體冷卻，嚴(yán)重時會造成放電熄滅。因此，在聚變裝置的研究中，開展等離子體與器壁材料之間相互作用的研究是極其必要的。
　　本論文采

2、用分子動力學(xué)方法，對低載能氫及其同位素粒子與鎢靶表面的相互作用機(jī)制進(jìn)行了模擬研究。研究內(nèi)容主要包括:氫及其同位素粒子轟擊平滑鎢表面的滯留深度分布和能量沉積分布;不同載能粒子轟擊平滑鎢靶表面的相互作用情況;不同溫度的平滑鎢靶表面對入射粒子滯留分布和能量沉積分布的影響;鎢靶表面粗糙度對入射粒子滯留概率和滯留深度分布的影響;以及鎢靶中已存在的氫及其同位素粒子對入射粒子的影響情況。
　　模擬結(jié)果顯示，氫及其同位素粒子主要在鎢靶表面發(fā)生反射

3、、滯留反應(yīng)，并且相對質(zhì)量越大的入射粒子滯留概率越大，能量沉積的速率越快，平均滯留深度越淺。而載能越大的入射粒子，粒子滯留概率越大，平均滯留深度越深，能量沉積的越慢。鎢靶溫度的改變會影響入射粒子的反射概率，但是對入射粒子滯留深度分布和能量沉積分布的影響卻很小。低載能氘粒子轟擊粗糙鎢靶表面的模擬結(jié)果表明，表面的粗糙程度越大，入射粒子的滯留概率越大，粒子滯留范圍越深。如果鎢靶中已存在氘粒子，則這些氘粒子會抑制入射氘粒子的注入，入射粒子只能在此