高能粒子辐照后重金属靶中氦原子产生和迁移过程的研究

项目名称： 高能粒子辐照后重金属靶中氦原子产生和迁移过程的研究

项目编号： No.51371195

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 殷雯

作者单位： 中国科学院高能物理研究所

项目金额： 80万元

中文摘要： 近年来，加速器驱动的装置在材料科学、生命科学、核废料嬗变等领域引起了广泛的兴趣。对这类装置而言，一个很大的挑战来源于靶与结构材料在长期运行时的可靠性。当高能粒子（如质子）轰击重金属靶时，除了被击靶核将脱离它的平衡位置，并在原地留下一个空位外，散裂反应还将会产生大量的H、He原子。实验和理论研究表明He原子将形成稳定的气泡，这些气泡很容易俘获其它的He原子并不断长大，形成肿胀，从而引起材料性能恶化。本研究工作拟采用高能粒子输运程序MCNPX2.5.0等得到重金属中不同高能物理模型下原子离位、He原子产生截面和He原子产率与原子离位比例；利用第一性原理程序VASP等计算He原子在重金属材料中的不同位置的形成能、迁移能和结合能，研究He原子在重金属中的扩散过程；与瑞士PSI材料实验室合作，在PSI实验室完成材料辐照和性能测试。通过以上研究工作得到He原子对常用重金属靶材料性能影响的基本规律。

中文关键词： 辐照损伤；氦行为；第一性原理；离子注入；重金属

英文摘要： In recent years, the accelerator driven facilities have aroused widespead interest in material sciences, life sciences and nuclear wastes transmulation. For these facilities, a great challenge comes from the reliabilities of the targets and the component

英文关键词： irradiation damage；helium behavior；first principle calculation；ion implantation；heavy metal