铒、钪膜中离子注入氦的热解析行为

采用热解析法初步研究了铒、钪膜中离子注入氦的热解析行为。研究结果表明:同种元素铒中离子注入氦的热释放峰位相同,但膜的致密性将影响氦的释放量,结构疏松的膜中存在的孔洞是氦的快速释放通道;在相同注入剂量和能量条件下,铒、钪膜中注入氦的热释放峰位不同,这可能与氦在铒、钪膜中的深度分布及膜的致密性有关,利用质子增强背散射法测量出能量为60 keV的4He+在铒、钪膜中的注入深度分别为210,308 nm。     

氚化钛中氦的热解析

氚以金属氚化物贮存形式过程中，会衰变生成氦-3，从而影响金属氚化物的使用性能。文中采用热解析方法研究了不同贮存周期氦在金属氚化物中的能量状态的变化情况。     

真空热解析分析系统的研制

系统主要针对金属材料中氢同位素和氦的热解析研究而研制，系统原理图如图l所示。系统支路中设计消气剂床，用以避免金属氚化物解析时氚的排放问题；温度、压力和解析组分等由采集系统采集与分析。     

氦在材料中基于扩散机理的热释放特征

以随机扩散理论为基础,研究该机理下材料中氦的热释放可能呈现的特征,考察了氦的初始深度分布和扩散系数等因素对氦的热释放率的影响;阐明了随机扩散模型下和脱附模型下的氦释放特征之异同;指出对实验观察到的热解析谱的分析应和基底中氦的深度分布的分析以及氦的聚集状态的分析相结合,才能对氦的热释放机理给出正确的理解和判断. 关键词： 随机扩散 热释放 氦     

氦离子显微镜对钨中氦行为的实验研究

针对热核聚变面向等离子体钨材料中氦泡形成、演变以及机理研究的需求,克服目前常用离子注入、电子扫描显微镜和透射电子显微镜等离线研究手段存在的不足,提出氦离子显微镜对钨中氦的上述行为原位实时在线研究方法.借助氦离子显微镜的离子注入、显微成像和聚焦离子束纳米加工功能,它可以提供能量为0.5—35 ke V、束流密度可达10~(25) ions/(m~2·s)以上的氦离子束,在该设备上进行钨中氦的注入实验.同时在注入过程,实时在线监测钨中氦泡形成、演变过程以及钨材料表面形貌的变化,原位在线分析钨材料表面氦泡的大小、迁移合并以及其诱发的钨表面和近表面的微观损伤.实验结果表明:氦离子显微镜是研究钨中氦行为演变过程及其微观机理研究的新的研究手段和强有力的实验工具.     

离子束技术在金属中氦行为研究中的应用

结合我们近期的研究工作，本文介绍和讨论了离子束技术在金属中氦行为研究中的应用，还介绍和讨论了氦在金属中的基本特性，如氦的捕获、迁移和氦泡结构等．     

热处理对V-4Ti合金氦的滞留与热解吸行为的影响

钒合金由于其低中子诱导的放射性和良好的高温性能被认为是未来聚变堆很有希望的第一壁和结构材料。因为氦可以通过放电清洗和中子嬗变产生，氦的滞留与热释放行为将是钒合金在聚变堆应用的重要课题。A．V．Veen领导的研究小组用1keV的氦离子注入到10^13-10^14He／cm^2的剂量研究了钒合金的氦俘获和热解吸机理以及预退火处理的影响。两群热解吸峰被发现，他们认为一个对应于氦，空位一杂质链，另一个对应于氦，带有钒合金原有的缺陷，如细小的析出物所俘获。既然钒合金原有的缺陷与退火处理有关，热处理对氦在钒合金中的滞留的影响是可以预期的，并且已被实验所证实。     

低温传热中的热波现象及其对超流氦膜沸腾发生的影响

热波是低温传热中的常见现象，对热波现象的研究具有重要理论和实用价值．本文研究了固体和超流氦液体中的热波．对超流氦中的非稳态传热研究表明，热脉冲作用下的膜沸腾形成过程可由超流氨中的第二声（热波）进行很好的描述．     

纳米晶LaNiAl薄膜充氦技术研究（英文）

采用离子束辅助磁控溅射方法沉积出了纳米晶LaNiAl膜和纳米晶渗氦LaNiAl膜(膜厚约10μm),通过调节ArHe气氛的比例可控制纳米晶膜中的含氦量(He/LaNiAl的原子分数5.7%~13.8%),通过该方法引入到LaNiAl金属薄膜中的氦量远高于采用球磨法制备的纳米LaNiAl粉中的含氦量。研究结果表明:渗氦LaNiAl膜中的氦含量(原子分数)可达13.9%,氦在膜的深度方向分布均匀;热解析分析恒温条件下沉积的渗氦膜的起始释放温度为848K,最高释放温度为1407K,主释放峰为1080K,初步确定了氦主要是以团簇的形式存在于在纳米晶膜中。     

纳米晶LaNiAl薄膜充氦技术研究

采用离子束辅助磁控溅射方法沉积出了纳米晶LaNiAl膜和纳米晶渗氦LaNiAl膜（膜厚约10 m）,通过调节Ar-He气氛的比例可控制纳米晶膜中的含氦量（He/LaNiAl的原子分数5.7%~13.8%）,通过该方法引入到LaNiAl金属薄膜中的氦量远高于采用球磨法制备的纳米LaNiAl粉中的含氦量。研究结果表明:渗氦LaNiAl膜中的氦含量（原子分数）可达13.9%,氦在膜的深度方向分布均匀;热解析分析恒温条件下沉积的渗氦膜的起始释放温度为848 K,最高释放温度为1407 K,主释放峰为1080 K,初步确定了氦主要是以团簇的形式存在于在纳米晶膜中。     

氦在球磨贮氢合金中的存在行为研究

通过正电子寿命测量及结构分析，研究了氦气氛球磨LaNi4.75Al0.25和Zr50Co50贮氢合金中氦的存在行为.研究结果表明：随着气氛压力增加，氦的溶入量增加，相对而言，LaNi4.75Al0.25更有利于氦的溶入；球磨样品正电子寿命的特征参数发生变化，这表明氦在材料中存在行为的差异；对于Zr50Co50合金，氦首先填充在超细晶粒的三叉晶界或空位团处，随着气氛压力增加，有小部分氦填入单空位的自由体积处，形成空位-氦复合体；对于LaNi4.75Al0.25合金，氦首先进入单空位大小的自由体积中，形成空位 关键词： 正电子寿命 氦引入 高压球磨 贮氢合金     

冲击加载下金属铝中氦泡演化行为的相场模拟

氦泡等缺陷对金属材料动态强度的影响一直是动态强度研究关注的重点。将相场方法引入冲击加载下氦泡演化行为研究中,通过与晶体塑性理论耦合,建立了可描述冲击下氦泡早期演化行为的介观模拟技术。应用该方法,针对含氦泡的金属铝材料,从介观尺度对氦泡的演化行为及其对位错集体演化行为的影响进行了研究。结果表明:氦泡结构的非均匀性导致局域应力集中和塑性变形集中,局域塑性变形集中会导致沿冲击波传播方向发射稀疏波;从能量守恒角度上看,在材料变形过程中氦泡生长与塑性变形呈竞争关系,塑性耗散的快慢直接影响氦泡的生长速率,使其发生改变。研究结果可为解读含氦泡材料的宏观屈服强度和层裂行为提供理论支撑。     

用离子束研究金属中氦的行为

本文介绍了应用离子束技术研究氦在金属中的行为,讨论了金属中氦的捕获、扩散、及氦与氢同位素的相互作用等基本特性。     

超流氦中的热波实验研究

在本文中,采用新型的超导传感器对超流氦浴中的热波在不同的热流密度及氦浴温度下进行了测量,同时研究了超流氦浴中的热激波现象,并且与理论分析进行了比较。     

静压及范德瓦尔斯压力对超流氦传热的影响

1引言在过冷态超流氦（HellP）被成功地获得并应用在超导磁体冷却后，超流氦的工程应用引起了低温工程和低温物理研究者的重视，各种各样的HellP制冷机（恒温器）相继出现。同时出现了很多有关Hell浴中传热的论文山；然而从未有过有关压力对传热影响的系统研究。本文以Hell传热的基本规律及Hell的相图为基础，结合传热实验结果系统地研究了压力对Hell传热的影响。2P＜PA时Hell中的最大临界热负荷软2·1饱和态起流氧2·1·1无噪声沸腾Hell传热中试样达到其最大临界热负荷伽的前提条件是必须克服一过冷度凸Tin。x。如图1氦的相图所示，…     

金属钨中氦行为的分子动力学模拟

采用分子动力学方法模拟了氦在金属钨中的扩散聚集行为. 首先,建立了氦与钨原子间相互作用势,短程部分采用ZBL势形式,长程部分采用从头算法数据,实现了两者之间的平滑连接. 通过计算氦在钨中不同间隙位的形成能发现,单个氦原子更易存在于金属钨中的四面体间隙位,这与最新的研究成果是一致的. 在400-1200 K的温度范围内,考察了氦原子在金属钨中的扩散行为,获得了扩散迁移能,其值介于实验值和从头算法结果之间. 最后,研究了氦的聚集行为,从能量的角度考察了氦团簇形成初期的生长机理. 研究发现,在氦团簇形成初期,氦团簇对氦的结合能随着氦团簇的生长有逐渐增大的趋势,说明氦团簇吸收氦的能力逐渐增强. 关键词： 氦扩散 氦团簇 辐照损伤 分子动力学模拟     

金属材料中氦泡生长的计算机模拟

由中子辐照引起的(n，α)反应会在核反应堆材料中残留—些氦原子。氦为惰性元素，不与其它原子结合，在材料中的溶解度极低，而且原子半径小，因此很容易在材料中迁移。氦原子首先向晶界、位错等缺陷处聚集而形成气泡，氦泡的形成使系统的总能量降低。小的氦泡又通过热运动而融合为更大的氦泡。氦泡的存在对材料性能有相当大的影响，例如它会使材料的脆性增加，严重制约了核反应堆的使用寿命。因此，金属材料中的氦泡生长问题一直受到人们的关注。     

正电子湮没谱学在金属材料氢/氦行为研究中的应用

用于核反应堆的金属结构材料中氢/氦泡的前躯体——(氢/氦)-空位复合体的形成受到温度、辐照剂量等多方面因素的影响,研究其在材料中的形成和演化行为对气泡形核的理解及先进核反应堆材料的发展起着至关重要的作用.然而,受到分辨率的局限,这种原子尺度的微结构很难用电镜等常规方法进行表征,以致于该问题的研究上可利用的数据相对较少.正电子湮没谱学是一种研究材料中微观缺陷的特色表征方法,近些年来慢正电子束流和新型核探测谱仪技术的不断发展以及基于慢束发展起来的多种实验测试方法的改进,使正电子湮没技术应用已拓展到金属材料中氢/氦行为的研究领域,在金属材料表面氢/氦辐照损伤的研究中发挥了重要作用.本文结合国内外相关进展以及本课题组的一些研究成果评述了正电子湮没谱学在金属材料氢氦行为研究中的应用,着重讨论了正电子湮没寿命谱、多普勒展宽谱、符合多普勒展宽三种测量方法在如下金属材料氢/氦行为研究中的优势:1)氢/氦气泡尺寸和浓度的估算; 2)高能氢/氦离子辐照损伤缺陷及缺陷的退火、时效的演化行为; 3)不同形变程度样品中氢/氦与形变缺陷的相互作用; 4)不同能量或剂量氢/氦离子辐照对材料造成的损伤以及氢氦协同作用.     

金属Ti中He扩散的分子动力学模拟

研究材料中He原子的行为对提高贮氚材料的固氦性能十分必要，相对He行为的实验研究，理论模拟方面对其行为机理的研究相对薄弱。本文应用分子动力学（Molecular Dynamics）研究He原子在hcp结构金属Ti中的行为规律。     

G-M/J-T氦制冷机系统冷箱漏热分析

冷箱是G-M/J-T氦制冷机系统的核心装置,氦制冷机冷箱由真空杜瓦、热防护屏组件、低温阀门和换热器组等构成,工作温度远低于环境温度。冷箱的漏热是影响G-M/J-T氦制冷机性能的一个重要因素。通过对G-M/J-T氦制冷机冷箱各主要部件的漏热计算,得出了冷箱内部主要部件漏热量分布,并进行了冷箱漏热实验验证,为G-M/J-T氦制冷机系统的优化设计和实验运行提供指导。