實力搶鏡！納米孔道鎢薄膜在“人造太陽”上表現突出

據悉，武漢大學任峰教授課題組利用磁控濺射沉積法製備出了一種新型的納米孔道鎢薄膜，能有效解决傳統面向等離子體材料（PFMs）出現氣泡富集、納米絲和熱疲勞等問題。更通俗地說，新型的PFMs具有更爲優异的抗輻照性能和更長的服役時間。

爲了從根本上解决人類社會能源問題和環境問題，中國、歐盟、印度、日本、韓國、俄羅斯和美國等國家正通力合作建設全球最大的核聚變裝置——國際熱核聚變實驗堆（ITER）。ITER裝置俗稱“人造太陽”，能幫助人類實現可控的核聚變，以獲得無限的清潔能源。

熱核聚變發生的條件非常苛刻：一是高溫條件，原子核必須具備足够高的動能，才能克服原子核間的庫倫排斥力，讓短程核間吸引力發揮主要作用；二是等離子體高密度條件，氘氚原子核的密度要足够高，才能提升原子核之間碰撞進而發生核聚變反應的幾率；三是長能量約束時間，將高溫高密度的核反應條件維持足够長的時間，才能使核聚變反應得以持續進行。如此苛刻的熱核聚變發生條件，也對面向等離子體鎢材料的綜合性能提出了極高的要求。

據中鎢在綫瞭解，在高束流等離子體的撞擊或侵蝕，14.1MeV的中子輻照以及穩態甚至瞬態熱負荷的反復衝擊下，快速聚集的氦原子極其容易形成氦泡甚至納米絲結構，會導致鎢基體出現腫脹和脆化現象進而嚴重縮短其服役壽命。

爲了解决上述的問題，武漢大學研究者設計出了具有大比表面積的納米孔道鎢薄膜，其不僅能吸收氦原子等缺陷，還可以有效地釋放氦原子，極大程度上實現了材料的“自修復”作用，進而提高了PFMs的抗輻照性能。實驗表明，相對于塊體鎢來說，納米孔道鎢薄膜中滯留的氦濃度更少，且形成納米絲的起始劑量更高和生長速率更慢。

總的來說，納米孔道鎢薄膜可以在“人造太陽”輻照的環境下顯現出較好的調控氦原子能力，進而有效提高了面向等離子體鎢材料的抗輻照性能。

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