聚变堆用典型金属工程材料辐照损伤机理

聚变堆中极端辐照环境下，核工程材料的安全与可靠性对保障核能产业可持续发展具重大意义。采用蒙特卡罗程序包Geant4建立了聚变堆辐照环境下的材料损伤模型，从材料的位移损伤率和杂质沉积等方面研究了CLAM钢、F82H钢、a-Fe三种聚变堆用典型金属工程材料分别在中子、质子、重离子轰击下的辐照损伤机理。研究表明，中子对材料的辐照损伤主要为位移损伤；质子和重离子对材料造成的位移损伤呈Bragg峰曲线分布，且损伤区域与粒子射程均集中在材料表层，其中14．67MeV质子射程为5um，0．82MeV^3He离子射程仅为2．1gm。系统分析了聚变堆用典型金属工程材料的损伤形成机理，为进一步研究材料受辐照后宏观性能与微观结构变化提供了理论依据。