液态锂中氦的成核
摘要：聚变能作为一个有希望的替代能源，对未来无碳化能源系统非常重要。为了可持续性，未来的聚变核反应堆必须能够自行产生氚。在反应堆的所谓繁殖层中，锂被中子轰击会产生所需的氚，同时也会产生氦，由于氦在液态金属中的溶解度非常低，这会触发核化机制。对于改善聚变能转换过程的效率、可持续性和可靠性，理解底层微观过程非常重要。在一些设计中，用作繁殖材料的液态金属中可能会出现氦滴或气泡的自发生成，这可能会对繁殖层的性能产生严重影响。这种现象尚未完全研究和理解。本研究旨在提供有关锂和氦混合物在实验相应运行条件下（843 K和0.1至7 GPa的压力）行为的一些见解。我们报告了锂-氦混合物的热力学、结构和动力学性质的微观研究，作为模拟核聚变电站环境的第一步。我们引入了一个微观模型，用于描述在考虑的热力学范围内氦滴的形成。随着压力超过0.175 GPa的增加，混合物从可混合均匀相变为相分离相，其中产生核化的氦滴。锂的扩散系数（2 {AA} 2 /ps）与参考实验数据非常吻合，而氦的扩散系数在1 {AA} 2 /ps范围内，并且随着压力的增加而减小。氦滴的半径在1到2 {AA}之间。
作者：J.Mart''i, F.Mazzanti, G.E.Astrakharchik, L.Batet, L.Portos-Amill, B.Pedre~no
论文ID：2107.09017
分类：Other Condensed Matter
分类简称：cond-mat.other
提交时间：2021-07-21