钨由于其高熔点、高热导率及高溅射阙值等特性是最具潜力的聚变堆面向等离子体材料,氢同位素在其中的渗透滞留行为对于氚工厂的设计及聚变堆装置安全具有重要意义。聚变堆运行过程中,等离子体中具有一定能量的氢同位素离子会注入钨中,并在钨表面形成过饱和粒子固溶区。在浓度梯度驱动下氢同位素会往钨内部扩散进入冷却系统,增大氚循环回收的难度。同时在扩散过程中,一部分氚会被材料中缺陷所捕获滞留在材料内部,造成聚变燃料的损耗。国内外研究人员主要通过直线等离子体设备与气相驱动渗透（GDP）实验等开展氢同位素在钨中的渗透机理研究,并获得了不同温度范围内氢同位素在钨中的渗透系数、扩散系数及溶解度等基本渗透参数[1-5]。然而,氘氚聚变反应产生的具有一定能量的氦离子及中子会在钨材料内部引入大量辐照缺陷如位错、氦泡等,辐照缺陷对氢同位素在钨中渗透行为的影响鲜有报道。该文利用离子辐照装置对1 673 K/2 h再结晶钨在室温下进行了不同剂量的氦离子辐照,辐照剂量分别为3×10¹⁵,3×10¹⁶,3×10¹⁷ions/cm²。不同辐照剂量产生的缺陷采用透射电子显微镜（TEM）进行了观测,结果表明氦离子辐照在钨中引入了大量的位错环缺陷并且缺陷的尺寸随着辐照剂量的增加而变大。为了研究辐照损伤对氢同位素在钨中滞留行为的影响,将氦离子辐照前后的钨材料进行了EAST等离子体辐照实验,随后通过TDS测量了氘在钨材料中的滞留行为。氘在钨中的脱附峰随着辐照剂量的增加而变宽,氘在辐照钨中的脱附峰在约380 K和约440 K分别对应位错缺陷所捕获的氘和空位型缺陷所捕获的氘,而氘在未辐照钨中只有约380K一个脱附峰。除了上述脱附峰的变化,氘在钨中的滞留量也是随辐照剂量的增大而增加。通过气相驱动渗透（GDP）实验研究了氘在氦离子辐照钨中的渗透行为（成功对氦离子辐照钨进行了密封）,结果表明辐照缺陷的存在极大的增加了第一次充氘气（约105 Pa）时达到稳态所需的时间（如图1所示）。