کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7966384 1514186 2015 7 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Effects of nitrogen on hydrogen retention in tungsten: First-principles calculations
ترجمه فارسی عنوان
اثر نیتروژن بر ذخیره هیدروژن در تنگستن: محاسبات اولیه اول
ترجمه چکیده
در حالیکه استفاده از بذر نیتروژن برای کاهش دمای پلاسمای لبه در بسیاری از آزمایشات توکامک موفق بوده است، با توجه به اثرات لایه های غنی شده نیتروژن بر تجمع هیدروژن در تنگستن باقی می ماند. در این مقاله، تأثیر نیتروژن بر اتلاف هیدروژن و رفتار انتشار در تنگستن با استفاده از اصول اولیه بررسی می شود. نیتروژن اثر کمی در انحلال هیدروژن در محل بینابینی دارد، اما به طور قابل ملاحظه ای مانع انباشت هیدروژن در جای خالی می شود که منجر به کاهش میزان هیدروژن در لایه غنی شده نیتروژن می شود. در عین حال، هر دو نیتروژن بینابینی و مجتمع واکنش نیتروژن میتوانند به طور قابل توجهی انتشار نفوذپذیری هیدروژن را کاهش دهند. این نشان می دهد که لایه غنی شده با نیتروژن بر روی سطح تنگستن می تواند به عنوان یک مانع انتشار برای انتشار مجدد هیدروژن اعمال شده، افزایش انتشار هیدروژن به حجم و به تبع آن افزایش مخزن هیدروژن به صورت حجمی عمل کند. این نتایج یک توضیح صوتی برای نتایج تجربی اخیر ارائه می دهد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی انرژی انرژی هسته ای و مهندسی
پیش نمایش مقاله
اثر نیتروژن بر ذخیره هیدروژن در تنگستن: محاسبات اولیه اول
چکیده انگلیسی
While the use of nitrogen seeding to reduce the edge plasma temperature has been successfully applied in many tokamak experiments, questions remain as to effects of the nitrogen-enriched layer on hydrogen retention in tungsten. In this paper, we investigate the influence of nitrogen on hydrogen dissolution and diffusion behavior in tungsten using the first-principles. The nitrogen has little effect on the dissolution of hydrogen in the interstitial site but significantly impedes the accumulation of hydrogen in the vacancy, leading to the decrease of hydrogen retention in nitrogen-enriched layer. Meanwhile, both the interstitial nitrogen and the vacancy-nitrogen complex can significantly reduce the hydrogen effective diffusivity. This suggests that the nitrogen-enriched layer forming on the tungsten surface can act as a diffusion barrier for the re-emission of implanted hydrogen, enhancing hydrogen diffusion into the bulk, and consequently, increasing of hydrogen retention in bulk. These results provide a sound explanation for the recent experimental results.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Nuclear Materials - Volume 459, April 2015, Pages 143-149
نویسندگان
, , , , , , ,