在核技术和核工业领域中,氦的产生和聚集对于聚变、裂变堆壁材料造成的损伤一直是困扰核材料使用安全的重大问题。自从1991年碳纳米管被发现以来,其优良的电学、力学受到人们的关注.其中,碳纳米管特有的管状结构而具有高的比表面积,被预言是一种良好的吸附材料.这为纳米碳管储氦有可能减缓由氦的聚集造成传统核材料的损伤提供了新的思路.因此有必要首先对氦在碳纳米管中的聚集行为进行深入的研究.本文采用静力学算法以及分子动力学模拟,研究了氦在单壁碳纳米管(SWNT)内的吸附聚集行为,进而计算了其在碳纳米管束中吸附的势能分布.结果表明,当在单壁碳纳米管中充入较低密度的氦原子时,氦在管内优先形成圆柱状壳层,随着填充密度的增加,氦原子才在管的轴向中心线上形成一维线状的结构.对于氦在碳纳米管束中的势能分布计算表明,发现氦在管束中势能分布的最低点在三根碳管的间隙位,其次才是管内沿管壁周围(约距离管壁1.7 (A)处).因此,当更多的氦充入碳纳米管束中时,氦更易在管束间隙位形成一维链状结构.