近日，中國科學(xué)院近代物理所材料中心科研人員及合作方北京有色金屬研究院材料所在釩合金抗輻照性能機理研究方面取得進展，相關(guān)成果發(fā)表在核聚變TOP期刊《Nuclear Fusion》上。 

　　核聚變的實現(xiàn)有望為人類的能源問題提供終極方案，而可控核聚變的發(fā)展目前還亟需在多個技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破。其中，材料問題是可控核聚變發(fā)展的關(guān)鍵問題。釩合金以優(yōu)良的高溫強度、低活化性、與液態(tài)增殖劑的相容性成為核聚變堆先進包層的重要候選材料，其抗輻照性能是目前關(guān)注的重點。 

　　科研人員依托近代物理所蘭州重離子加速器（HIRFL）中能輻照終端（SFC-T1）開展了釩合金的輻照效應(yīng)研究。對釩合金進行了不同程度的冷加工以及后續(xù)的高溫退火處理來調(diào)控位錯。針對晶粒、位錯線、納米空洞三個因素對釩合金的抗輻照性能進行了系統(tǒng)的研究。同時分析了不同初始微結(jié)構(gòu)對輻照缺陷的影響，并量化分析了初始微結(jié)構(gòu)的尾閭強度對材料輻照硬化的影響。 

　　研究發(fā)現(xiàn)，冷加工和退火過程在材料中引入的高密度位錯線可以降低輻照位錯環(huán)的尺寸，進而提升材料的抗輻照硬化能力。另一方面，冷軋過程和高溫退火引入的不同尺寸的位錯線對輻照硬化的影響趨勢有明顯差別。此外，高密度的納米空洞（1.3 nm）可以顯著提升釩合金的抗輻照硬化能力。 

　　此項研究探明了合金化工藝之外增強釩合金抗輻照性能的途徑，為完善輻照損傷理論以及釩合金的抗輻照性能優(yōu)化提供了基礎(chǔ)依據(jù)。 

　　該研究得到了國家自然科學(xué)基金（U1532262）的支持。 

　　文章鏈接：https://doi.org/10.1088/1741-4326/ac81d9  

　　圖：高密度納米空洞對輻照硬化的影響（韓旭孝/圖） 

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