中国工程物理研究院对氢同位素及氦与结构材料的相容性问题开展了一系列的研究工作.针对氢同位素工艺中最常使用的结构材料——不锈钢,已用有关的计算软件计算了不同温度、压力下氢同位素及氦在数种不锈钢中的浓度分布,并用溶液蚀刻、放射性氚测量及色谱分析等方法,实测了氚和氦-3浓度分布并验证了计算模型,表明氢同位素在不锈钢中的扩散行为受表面氧化层影响严重,这种效应在较低温度下尤其明显;力学拉伸实验结果表明：不锈钢的氢脆及氦脆敏感程度与温度、不锈钢种类及其中的C含量有关;透射电镜观察结果表明：高温充氢不锈钢可形成分布于晶界、位错、夹杂物等“陷阱”中的氢同位素及氦的原子团或气泡,并伴随高密度位错网络,晶界发生严重腐蚀,而室温、高压长期充氢的不锈钢则极易发生应力诱导的马氏体相变.与氢同位素不同的是,氦在结构材料中不相容,更易被空位、晶界、位错等缺陷捕获而聚集成气泡,或逃逸出样品,并引起材料力学性能的显著退化.结构材料中氦的这些行为被理论模拟及He+注入铝样的实验研究(X衍射、正电子湮灭、电镜观察、力学性能测试等)所证实.