包层结构材料

包层结构材料（blanket structure material），理学-化学-放射化学与核化学-核聚变化学-聚变反应，包层中以维持力学性能为基础，以制造受力构件所用的材料。包层结构材料既作为真空室壁，又包容第一壁冷却剂，要求在高温、高中子注量、高热负荷和高温冷却剂环境中具有合适的工作寿命。由于聚变堆结构材料中外来气体的产生率较高，其与辐照产生的损伤缺陷结合，加剧了聚变堆材料的服役环境的恶劣化程度。作为燃料的氢同位素渗透进入材料体内并发生氚衰变为氦-3的积累，结构材料会发生肿胀和脆化。包层还要求结构材料与增殖材料和冷却剂具有良好的相容性。当前聚变堆概念设计中广泛使用耐辐照的低活化结构材料，主要包括低活化铁素体/马氏体钢、钒合金及SiCf/SiC复合材料。利用化学方法对包层结构材料进行改性最主要的方式是合金化，如掺杂钛改进的316不锈钢通过辐照下的金属碳化物沉淀容纳辐照缺陷以改进其抗肿胀能力；增加低碳奥氏体不锈钢中Ni和Cr的当量以改进抗腐蚀、脆化和肿胀；通过调节钢的杂质成分为W、V、Ta等替代Mo等元素以降低材料吸收中子的活性。