Energie di formazione di complessi H-difetto in α-Al2O3 irradiato in funzione del livello di Fermi in ambienti di crescita ricchi di Al (sinistra) e O (destra). Credito:PAN Xindong
Recentemente, ricercatori guidati dal Prof. Zhou Haishan dell'Istituto di fisica del plasma (ASIPP) degli Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS) hanno riportato le loro nuove scoperte sull'influenza degli effetti dell'irradiazione sulla permeazione dell'idrogeno attraverso l'alfa-allumina (α-Al 2 oh 3 ) barriera alla permeazione del trizio (TPB).
L'autosufficienza del trizio è una delle questioni più importanti nello sviluppo dell'energia da fusione nucleare. È anche una delle priorità principali del reattore cinese per prove di ingegneria della fusione (CFETR).
Per ridurre il più possibile la permeazione del trizio, un sottile strato di rivestimento aderito alla superficie esterna o alla parete interna dei materiali strutturali nella coperta e nei sistemi ausiliari di movimentazione del trizio, TPB, è suggerito. α-Al 2 oh 3 , grazie alla sua buona stabilità termica, stabilità alle radiazioni dell'isolamento elettrico e fattore di riduzione della permeazione elevato (PRF), è considerato il materiale TPB più promettente per i reattori a fusione.
Però, molti difetti di irradiazione possono essere prodotti attraverso la cascata di collisione di neutroni nel reattore a fusione, che hanno gravi ripercussioni sull'effettiva PRF di α-Al 2 oh 3 .
Dopo aver esplorato l'influenza dei difetti puntiformi indotti dall'irradiazione sulle proprietà di dissoluzione e diffusione dell'idrogeno (H) in α-Al 2 oh 3 , il team ha scoperto che i difetti isolati possono intrappolare più atomi di H per formare complessi H-difetto e impedire il processo di diffusione di H, con conseguente maggiore PRF di α-Al 2 oh 3 TPB.
Oltretutto, la bassa barriera migratoria di OiH-, portando ad una maggiore diffusività, è stato considerato un possibile motivo alla base della bassa efficienza di permeazione di α-Al 2 oh 3 TPB in ambienti irradiati.
Hanno anche suggerito che, per quanto riguarda la prevenzione della permeazione di H, l'α-Al . irradiato 2 oh 3 TPB è più efficace in un H 2 O ambiente che in un H 2 ambiente.
I loro risultati possono aiutare i ricercatori a comprendere il meccanismo di trasporto dell'H nell'α-Al . irradiato 2 oh 3 , e fornire una spiegazione teorica ragionevole per i risultati sperimentali della permeazione di H in α-Al 2 oh 3 in ambienti irraggiati negli ultimi anni.
