極端材料的分子動(dòng)力學(xué)模擬.pdf

1、采用分子動(dòng)力學(xué)模擬方法，模擬了托卡馬克裝置中，處于極端的等離子體環(huán)境條件下的第一壁材料的行為，揭示了在等離子體雜質(zhì)的作用下，入射粒子的角度對(duì)鎢表面的刻蝕行為的影響，以及鎢表面氣泡的形成，生長(zhǎng)，破裂，對(duì)鎢表面微觀構(gòu)型的改變。
　　本文模擬了等離子體雜質(zhì)CH2基團(tuán)，在150 eV的能量下，以不同角度入射到鎢表面的微觀過(guò)程。結(jié)果表明，CH2基團(tuán)的不同的入射角度與輻照后的物表面的形貌變化存在非常緊密的關(guān)系。當(dāng)入射角度超過(guò)一定閾值時(shí)，入射粒

2、子的動(dòng)能遠(yuǎn)大于其與鎢的成鍵結(jié)合能，CH2復(fù)合粒子大部分被反射了出去。當(dāng)角度小于這一閾值時(shí)，W-C鍵的結(jié)合非常有效，以至于形成約0.5nm厚的W-C薄層，并且在這層W-C薄膜之上沉積了一層較厚的碳?xì)浔∧ぁＨ欢鴰缀踉谌魏稳肷浣嵌认?，碳原子相?duì)于氫原子而言，更易于與樣品中的鎢結(jié)合成鍵，保持在樣品當(dāng)中。
　　本文還模擬了在聚變反應(yīng)產(chǎn)物氦原子以相當(dāng)于60 eV的入射能量作用下，鎢表面起泡的微觀過(guò)程。結(jié)果表明，在溫度為1200 K的晶體鎢表面