能源需求剧增促使了核能的快速发展,同时也导致了大量核废物的产生,如何妥善存储这些核废物是制约核能发展的一个重要因素。核废物固化体材料长期处于地质存储状态,衰变热可以达到几百摄氏度,需要在高放核废物的辐照环境中依然能保持良好的结构稳定性。磷灰石结构材料（结构通式A10（MO4）6Z2）以其优异的核素包容性、良好的物理化学稳定性、丰富的含量而成为一种非常有潜力的固化体。本文在室温和高温条件下用离子辐照引入He原子并用室温辐照样品进行高温原位退火实验,观察磷灰石Ca10（PO4）6X2（X=F,Cl,OH）结构材料中He泡的生长与聚集过程。本文采用传统的固相烧结法制备出单一的Ca10（PO4）6X2（X=F,Cl,OH）磷灰石,并用He离子在室温和高温下对磷灰石样品进行辐照,并对室温辐照的样品进行高温原位退火,从而与高温辐照实验进一步进行对比。辐照前后的样品用GIXRD、Raman、TEM等手段进行表征,测试辐照前后样品的结构变化、观测微观形貌演化以及He泡聚集生长的情况。在450℃的高温辐照中（辐照能量为80 keV,剂量为5×1016 ions/cm2）,Ca10（PO4）6X2（X=F,OH）样品中均未出现明显的辐照损伤带,并且He泡的分布超出了 SRIM模拟的最大范围,最主要的原因是高温辐照时He离子迁移率的大大提高;其次因为样品表面的晶粒尺寸在微米级别,大于SRIM模拟的深度,因此沟道效应可能也会使He离子向更深处迁移。两种样品进行对比发现,He泡均有在晶界处聚集的倾向,晶界处的He泡更加密集、直径更大。在Ca10（PO4）6（OH）2样品中,He泡呈椭圆形均匀分布,而在Ca10（PO4）6F2样品中,He泡更易于聚集。形成He气泡链以及更大的不规则的He泡。三种磷灰石在室温辐照时,TEM观测到了与SRIM模拟吻合良好的辐照损伤带,也进一步说明高温辐照He泡向更深处迁移主要是由于高温条件下He离子的迁移率增大。辐照过后所有样品（高温和室温）的晶格常数以及晶胞体积均略微增大（<0.1%）,GIXRD衍射峰保持良好,样品均未出现明显非晶或者生成其他物质。即使增大辐照剂量到2×1017ions/cm2,样品仍然保持良好的晶体结构,且室温辐照样品观测不到He泡的生成。选择剂量为5×1016 ions/cm2的室温辐照样品进行高温原位退火,与450℃高温辐照实验进行比较。原位退火样品中He气泡带出现的位置与SRIM模拟He离子浓度相对应,在升温至450℃时,He气泡快速形成并生长,但是在450℃保温时,He气泡的生长迁移并不明显,继续升温至550℃时,He气泡表现出更加明显的聚集生长,小He泡逐渐被大的He泡吸收形成更大的He泡,而有的He泡因其周围的He泡被其他临近的He泡吸收而成为孤立的He泡,如果继续退火,则孤立的He泡终将会被“吞噬”。同时,He泡在晶界处的迁移聚集也更加明显,与前面高温辐照的样品观测结果相对应。