The mechanism on retention of hydrogen in three representative tungsten nitride compounds in nuclear fusion reactors
The mechanism on retention of hydrogen in three representative tungsten nitride compounds in nuclear fusion reactors
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核聚变反应堆中三种代表性氮化钨化合物的氢保留机制
DOI：
10.1016/j.jnucmat.2020.152687
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发表时间：
2020-11
影响因子：
3.1
通讯作者：
Pan B. C.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ye X. B.;Pan B. C.
氮气引种被认为是降低边缘等离子体温度的有效策略。由于氮气引种而可能在钨(W)第一壁的顶部上形成的氮化钨化合物可以充当阻碍氢(H)从氮化钨层到W第一壁扩散的阻挡层。通过第一性原理计算，我们分别研究了 H 在 W2N1、W1N1 和 W2N3 中的溶解、扩散和保留行为。研究发现，H原子比W晶体更容易溶解在氮化钨化合物中。因此，这些化合物可以充当阻止H扩散到W第一壁的屏障，并且可能减少W第一壁中的氢保留。所有这些行为本质上都与 H 原子溶解在化合物中后在化合物中形成强 N-H 键有关。此外，我们的计算表明，即使在空位内，H原子也不会形成氢分子，而是由于形成强N-H键而彼此分开。我们的工作不仅提出氮化钨化合物可以显着减少 W 第一壁中的氢保留，而且为理解 H 与氮化钨化合物的相互作用提供了基本见解。
Nitrogen gas seeding is considered as an effective strategy to reduce the edge plasma temperature. The tungsten nitride compounds, which could form on the top of tungsten (W) first wall due to nitrogen gas seeding, may act as a barrier to hinder the diffusion of hydrogen (H) from the tungsten nitride layer to W first wall. By performing first-principles calculations, we investigate the dissolution, diffusion and retention behaviors of H in W2N1, W1N1and W2N3, respectively. It is found that a H atom prefers to dissolve in tungsten nitride compounds than in W crystal. Hence the compounds can act as a barrier against H diffusion to W first wall, and probably reducing the hydrogen retention in W first wall. All of these behaviors are essentially correlated with the formation of strong N-H bonding in the compounds once H atoms dissolve in them. Moreover, our calculations indcate that H atoms do not form hydrogen molecules even within a vacancy, but stay separately from each other due to the formation of strong N-H bonding. Our work not only proposes that tungsten nitride compounds can significantly reduce hydrogen retention in W first wall, but provides a fundamental insight in understanding the interactions of H with tungsten nitride compounds.
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Be、Mg杂质在ZnO中的分布及自辅助扩散
影响因子：
3.3
作者：
Yong Dingyu;He Haiyan;Tang Zikang;Pan Bicai
通讯作者：
Pan Bicai
DOI：
10.15017/27087
发表时间：
2010-09
期刊：
Reports of Research Institute for Applied Mechanics,Kyushu University
影响因子：
--
作者：
K. Ohsawa;大澤 一人;Junya Goto;後藤 準也;Masahiro Yamakami;山上 真広;M. Yamaguchi;山口 正剛;M. Yagi
通讯作者：
K. Ohsawa;大澤 一人;Junya Goto;後藤 準也;Masahiro Yamakami;山上 真広;M. Yamaguchi;山口 正剛;M. Yagi
DOI：
10.1632/s0030812900174759
发表时间：
1995-05
期刊：
PMLA/Publications of the Modern Language Association of America
影响因子：
--
作者：
D. Batani;S. Baton;A. Casner;S. Depierreux;M. Hohenberger;O. Klimo;M. Koenig;C. Labaune;X. Ribeyre;C. Rousseaux;G. Schurtz;W. Theobald;V. Tikhonchuk
通讯作者：
D. Batani;S. Baton;A. Casner;S. Depierreux;M. Hohenberger;O. Klimo;M. Koenig;C. Labaune;X. Ribeyre;C. Rousseaux;G. Schurtz;W. Theobald;V. Tikhonchuk
影响因子：
3.7
作者：
Kresse, G;Furthmuller, J
通讯作者：
Furthmuller, J
DOI：
10.1007/s005850050784
发表时间：
1999-05
期刊：
PMLA/Publications of the Modern Language Association of America
影响因子：
--
作者：
Guang-Hong Lu-;Hong-Bo Zhou;Charlotte S. Becquart
通讯作者：
Guang-Hong Lu-;Hong-Bo Zhou;Charlotte S. Becquart