EAST面对等离子体材料的分子动力学模拟与实验研究

聚变堆材料研究是一项极具挑战性和紧迫性的研究课题。国家大科学工程EAST目前采用SiC涂层掺杂石墨（SiC/C）作为面对等离子体材料(PFM)，其与等离子体相互作用的特性研究是EAST装置实现其科学目标、成为国际上稳态托卡马克核聚变研究重要研究平台的关键之一。本课题将直接面向EAST基础研究重大需求，从模拟和实验两方面研究SiC/C和等离子体的相互作用。主要的研究内容包括运用分子动力学模拟等离子体与SiC材料表面相互作用时产生得物理和化学溅射现象；H同位素以及O、C等杂质在材料内的俘获与滞留行为；在等离子体辐照下材料表面结构的演化过程等。同时紧密依托EAST和HT-7托卡马克装置，将计算模拟和实验结合起来，深入了解SiC/C和等离子体相互作用的物理机制以及等离子体辐照下PFM的结构和性能的变化规律及其机制。为EAST顺利开展物理实验、达成其科学目标做出贡献。

聚变堆材料研究是一项极具挑战性和紧迫性的研究课题。国家大科学工程EAST目前采用SiC涂层掺杂石墨（SiC/C）作为面对等离子体材料(PFM)，其与等离子体相互作用的特性研究是EAST装置实现其科学目标、成为国际上稳态托卡马克核聚变研究重要研究平台的关键之一。本课题直接面向EAST基础研究重大需求，从实验和模拟两方面研究了SiC/C-PFM和等离子体的相互作用。主要的研究内容包括等离子体与SiC/C-PFM表面相互作用时产生的表面溅射和刻蚀及其对材料表面结构的影响；H同位素以及其他杂质在材料表面的沉积以及材料内的俘获与滞留行为等。课题紧密依托EAST托卡马克装置，将托卡马克物理实验和实验室实验以及计算模拟三者进行了结合，探讨了SiC/C-PFM和等离子体相互作用的物理机制以及等离子体辐照下PFM的结构和性能的变化规律及其机制。本课题的实施对于了解壁材料与等离子体的相互作用、评价和模拟边界等离子体有着重要的意义，为壁材料性能优化提供基本的数据与参考，从而为EAST顺利开展物理实验、达成其科学目标做出了贡献。