Récemment, des chercheurs dirigés par le professeur Zhou Haishan de l'Institute of Plasma Physics (ASIPP) des Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS) ont rapporté leurs nouvelles découvertes sur l'influence des effets de l'irradiation sur la perméation de l'hydrogène par l'alpha-alumine (α-Al 2 O 3 ) barrière de perméation au tritium (TPB).

L'autosuffisance en tritium est l'un des enjeux les plus importants du développement de l'énergie de fusion nucléaire. C'est également l'une des principales priorités du réacteur chinois de test d'ingénierie de fusion (CFETR).

Afin de réduire au maximum la perméation du tritium, une mince couche de revêtement collée à la surface extérieure ou à la paroi intérieure des matériaux de structure dans la couverture et les systèmes auxiliaires de manipulation de tritium, TPB, est suggéré. -Al 2 O 3 , grâce à sa bonne stabilité thermique, stabilité de rayonnement d'isolation électrique et facteur de réduction de perméation élevé (PRF), est considéré comme le matériau TPB le plus prometteur pour les réacteurs à fusion.

Cependant, de nombreux défauts d'irradiation peuvent être produits par la cascade de collisions de neutrons dans le réacteur à fusion, qui ont des impacts sérieux sur le PRF effectif de α-Al 2 O 3 .

Après avoir exploré l'influence des défauts ponctuels induits par l'irradiation sur les propriétés de dissolution et de diffusion de l'hydrogène (H) dans le -Al 2 O 3 , l'équipe a découvert que les défauts isolés peuvent piéger plusieurs atomes H pour former des complexes de défauts H et entraver le processus de diffusion de H, résultant en un PRF plus élevé de α-Al 2 O 3 TPB.

Outre, la faible barrière migratoire de OiH-, conduisant à une diffusivité plus élevée, a été considérée comme une raison sous-jacente possible de la faible efficacité de perméation du α-Al 2 O 3 TPB dans les environnements d'irradiation.

Ils ont également suggéré que, quant à la prévention de la perméation H, le -Al irradié 2 O 3 TPB est plus efficace dans un H 2 O environnement que dans un H 2 environnement.

Leurs résultats peuvent aider les chercheurs à comprendre le mécanisme de transport de H dans le α-Al irradié 2 O 3 , et fournir une explication théorique raisonnable pour les résultats expérimentaux de la perméation de H dans α-Al 2 O 3 dans des environnements irradiés ces dernières années.