钨中氘热脱附特性的定量研究

金属钨(W)是未来聚变堆反应环境中面向等离子体的主要候选材料之一,开展W中氢同位素输运和滞留行为的定量研究,对评估钨的服役性能及聚变堆燃料的物料平衡至关重要。本工作采用热脱附谱方法定量研究了多晶W经能量为100 eV/D、注量为3.8×10²⁴ D/m²的D⁺辐照作用后,在不同升温速率下氘的热脱附特性。研究发现,氘的热脱附量在不同升温速率下均为10²² D₂/m²量级,随着升温速率的增大,氘的热脱附峰峰位向高温方向移动。多晶W中氘的热脱附行为符合一级反应特征,钨中空位是氘在钨中的主要俘获态,D原子的热脱附能为1.04 eV。     

金属铈在过量氘气氛下的腐蚀行为研究

采用压力-体积-温度系统(PVT)与热台显微镜(Hot-stage microscope,HSM)相结合的方法,研究了铈(Ce)在过量氘(D2)气氛下的腐蚀行为;采用X射线衍射(XRD)仪和热脱附谱(TDS)方法分别考察了铈-氖反应产物的相组成及热稳定性。结果表明,铈在室温、初始压力43 kPa的氘气氛下,可快速与氘发生反应,形成饱和的铈氘化物CeD3,样品发生严重粉化;对饱和铈氘化物在不同温度下加热,可得到一系列不同氘含量的铈氘化物;所制备的铈氘化物在室温下均具有与金属铈类似的面心立方(fcc)结构,铈形成CeD_2的体胀约为24.3%,但随着氘含量的增加,铈氘化物会发生反常的体积收缩现象;热脱附谱测试表明CeD_3在120℃附近即可发生分解,而CeD_2则可稳定至600℃以上。