He对核聚变第一壁结构材料力学性能影响的第一原理计算

核聚变能源利用的最终实现除了要解决可控热核聚变这一关键技术之外，在很大程度上也决定于热核聚变装置"托卡马克"中关键材料问题的解决。其中，核聚变反应装置第一壁结构材料的选择非常关键。由于核聚变产物He对第一壁结构材料的力学性能有着重要的影响，研究He的存在对于材料力学性能的影响规律，是目前急需解决的一个重要科学问题。本项目，我们应用"第一原理拉伸试验"的方法，研究核聚变第一壁结构材料目前主要候选材料铁素体钢所对应alpha-Fe中原子尺度He与Fe晶界的相互作用，计算在晶界存在的情况下Fe的强度、韧性等力学性能与He浓度之间的关系，并考察组成铁素体钢的合金元素Cr的作用，从而揭示原子尺度He对于alpha-Fe（铁素体钢）力学性能的影响规律，为核聚变装置中第一壁结构材料的制备和选择提供理论指导和参考依据。