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分别采用强流脉冲离子束(HIPIB)和强流脉冲电子束(HIPEB)技术进行金属W第一壁材料的辐照实验,模拟托卡马克聚变等离子体高通量带电粒子的辐照轰击作用,揭示托卡马克金属W第一壁材料在带电粒子辐照高热负荷作用下的烧蚀行为、组织与性能的变化规律,分析金属W第一壁材料的失效机理。采用热流参数为142MWm-2s1/2,辐照次数为1-10次的HIPIB辐照金属W材料导致表面发生重熔与选择性烧蚀,形成具有熔坑与裂纹的烧蚀重熔表面形貌；表面裂纹随辐照次数的增加而增多、增长,至10次辐照后形成网状裂纹形貌,表面粗糙度随辐照次数的增加而增大,原始表面粗糙度为0.160μm,10次辐照可达到0.310μm,表面显微硬度随辐照次数的增加而降低,原始显微硬度为4.99GPa,1、5、10次辐照其值分别为4.66、3.67、3.47GPa。在200-800℃升温条件下热流参数为142MWm-2s1/2的HIPIB5次辐照辐照金属W材料,表面均发生重熔与选择性烧蚀,形成烧蚀熔坑,并伴随有表面上裂纹的产生,升温辐照后表面粗糙度较室温辐照显著降低；与室温辐照相比,较低升温温度辐照在表面产生较多裂纹,高升温温度辐照金属W表面开裂得到缓解,200、400℃对硬度的影响不显著,600、800℃加热辐照金属W表面硬度明显升高,可达到4.86、4.40GPa。采用热流参数70、306、800MWm-2s1/2,辐照次数1-10次的HIPEB辐照金属W材料,较低热流参数70MWm-2s1/2,表面熔化与烧蚀不明显；当增大热流参数时,表面发生显著地重熔与烧蚀,形成熔坑,并伴随有表面开裂现象的发生,表面粗糙度随热流参数的增加而显著增加,热流参数800MWm-2s1/2时可达到1.631μm, HIPEB辐照导致金属W表面表面显微硬度发生不同程度的改变,热流参数70、306、800MWm-2s1/2其值分别为4.98、4.36、5.62GPa。