近日，我校吳玉程教授團(tuán)隊(duì)在聚變堆材料氫同位素輸運(yùn)領(lǐng)域取得最新進(jìn)展。相關(guān)研究成果“Mechanism of hydrogen isotope exchange for tritium removal in plasma-facing materials: a multi-scale investigation”發(fā)表在核聚變領(lǐng)域著名期刊《Nuclear Fusion》上。
未來聚變堆材料將面臨著燃料氫同位素（氘、氚）的滲透與滯留問題，氫同位素交換可有效去除材料中的滯留氚，對聚變堆的安全穩(wěn)定運(yùn)行起到重要作用。我校孫飛教授和碩士生郝鋮等基于多尺度方法研究了氫同位素的交換行為，研究發(fā)現(xiàn)氫同位素交換將受到三種效應(yīng)的協(xié)同驅(qū)動：競爭性重捕獲、碰撞、置換。將氫同位素交換與傳統(tǒng)熱解吸法相組合可以顯著降低所需的氫去除溫度，并增強(qiáng)去除速率。該成果為理解和設(shè)計(jì)未來聚變堆材料中的除氚工藝提供了理論依據(jù)。
本項(xiàng)工作是在中國工程物理研究院材料研究所、中國科學(xué)院等離子體物理研究所、西安交通大學(xué)、日本靜岡大學(xué)的合作下共同完成。我校羅來馬教授、等離子體所周海山研究員為論文共同通訊作者。該工作獲得國家磁約束核聚變能發(fā)展研究專項(xiàng)（2022YFE03200400）、國家自然科學(xué)基金（12105069、12305192、12222510），以及日本學(xué)術(shù)振興會Kakenhi項(xiàng)目（20H01885）的支持。
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