Energias de formação de complexos de defeito H em α-Al2O3 irradiado em função do nível de Fermi em ambientes de crescimento ricos em Al (esquerda) e ricos em O (direita). Crédito:PAN Xindong
Recentemente, pesquisadores liderados pelo Prof. Zhou Haishan do Institute of Plasma Physics (ASIPP) do Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS) relataram suas novas descobertas sobre a influência dos efeitos da irradiação na permeação de hidrogênio através de alfa-alumina (α-Al 2 O 3 ) barreira de permeação de trítio (TPB).
A autossuficiência de trítio é uma das questões mais importantes no desenvolvimento da energia de fusão nuclear. É também uma das principais prioridades do reator de teste de engenharia de fusão chinês (CFETR).
A fim de reduzir a permeação de trítio tanto quanto possível, uma fina camada de revestimento aderida à superfície externa ou parede interna dos materiais estruturais na manta e sistemas auxiliares de manuseio de trítio, TPB, é sugerido. α-Al 2 O 3 , devido à sua boa estabilidade térmica, estabilidade de radiação de isolamento elétrico e fator de redução de alta permeação (PRF), é considerado o material TPB mais promissor para reatores de fusão.
Contudo, muitos defeitos de irradiação podem ser produzidos através da cascata de colisão de nêutrons no reator de fusão, que têm sérios impactos na PRF efetiva de α-Al 2 O 3 .
Depois de explorar a influência de defeitos pontuais induzidos por irradiação nas propriedades de dissolução e difusão do hidrogênio (H) em α-Al 2 O 3 , a equipe descobriu que os defeitos isolados podem capturar vários átomos de H para formar complexos de defeitos de H e impedir o processo de difusão de H, resultando em um PRF superior de α-Al 2 O 3 TPB.
Além do mais, a baixa barreira de migração de OiH-, levando a uma maior difusividade, foi considerada uma possível razão subjacente para a baixa eficiência de permeação de α-Al 2 O 3 TPBs em ambientes de irradiação.
Eles também sugeriram que, quanto à prevenção de permeação de H, o α-Al irradiado 2 O 3 TPB é mais eficaz em um H 2 O ambiente do que em um H 2 ambiente.
Seus resultados podem ajudar os pesquisadores a compreender o mecanismo de transporte de H em α-Al irradiado 2 O 3 , e fornecer uma explicação teórica razoável para resultados experimentais de permeação de H em α-Al 2 O 3 em ambientes de irradiação nos últimos anos.
