金属Ti是一种性能优良的储氢材料。在聚变能源研究以及军用核技术上有着极其广泛的应用前景。当金属Ti贮氚时，由于氚衰变产生的3He滞留在晶格中，从而导致金属本身宏观和微观性能发生变化，即出现氚老化效应。因此贮氚材料除了要有好的临氚特性外，金属氚化物贮存期间由氚衰变产生和聚集的3He对材料显微组织及综合性能的影响是研究人员高度关注的问题。

 

中国工程物理研究院核物理与化学研究所罗顺忠课题小组长期从事储氢材料的理论和实验研究工作，孙铁英、龙兴贵等人通过对金属Ti中He原子行为进行理论模拟，观察到He原子在无预存缺陷的晶体中通过自陷（self-trapping）机制聚集形成He泡，He原子团诱发生成的自间隙原子有成团的趋势，并有在缺陷的一侧成团的趋势。含有50个He原子的高压纳米尺寸He泡具有晶间缺陷（或称有限尺寸缺陷）的性质，其演化规律与氚化物时效早期的行为相关，这也是人们关注的问题，因为时效早期的特征可能与材料的固He能力相关。作者对影响He泡行为及材料固He能力的关键参数He泡压力进行研究，根据大量的模拟结果对已有的简单的泡压公式p = 2γ/r提出质疑，得出He泡压力随He泡尺寸和泡内He原子数目的变化规律，并进行定量分析。法国Thièbant等人针对Pd和Pd基氚化物时效早期缺陷和缺陷结构变化进行了系统研究，但没有针对时效早期小He泡的压力变化进行相关研究。该项研究内容和结果对理解Ti氚化物早期时效行为与其固He能力的相关性有重要意义。该研究成果发表在2008年《中国物理快报》（Chinese Physics Letters）25卷1784-1787页。

 

此项研究得到了国家自然科学基金委员会项目（No. 50671096）和中国工程物理研究院科学技术基金重大课题项目（No. 2003Z0501）的资助。（来源：人民网科技）