Silicon carbide phase stability in a fusion environment
Notice bibliographique
Résumé
Progress in developing fusion reactor concepts is constrained by materials technology.The materials selected for the first wall should be able to stand high thermal loading and high fast neutron fluence, in the presence of corrosive cooling environments.Materials near the area of the first wall will be exposed to high fast neutron fluence (-10 23 n/cm 2 ), accumulate a large dose (-100 dpa) and be subjected to large gas and solid transmutation effects.Silicon carbide ceramics and SiC/SiC composites are considered promising first wall materials in various fusion design concepts because of their excellent high-temperature properties, good corrosion resistance and low activation.However, the effect of solid trans mutants on SiC swelling and irradiation stability is a major concern.A recent review paper [1] shows that in either Inertial (IFE) or Magnetic (MFE) fusion reactor concepts, the percent burnup (atoms of Si and C in SiC) is high; up to 10% loss of atoms after reaching the end of the first wall expected 5-year lifetime.Transmutation reactions in SiC generate H, He and up to 1 % Mg after an exposure of 5 years from fast neutron (n,a) reactions in 28Si and 29Si leading to the formation of stable isotopes 25Mg and 26Mg, respectively.Following a path similar to that described in [2], we study the transmutation defect reactions in which the daughter product resides in the Si site, examine the evolving chemistry and investigate the effect of lattice stability of a large concentration of an insoluble solute looking for the formation of new/rare phases, in particular MgC, a crystalline structure with limited information available in the literature.In this work, we apply density functional theory (OFT) combined with the pseudo-potential approximation and a basis set of numerical atomic orbitals as implemented in the program SIESTA [3] to explore the presence of possible new phases, e.g.MgC, Mg 3 C 2 and MgC2.The USPEX code [4] is used in combination with SIESTA to predict crystal structures for MgC at several temperature conditions.We show that a phenomenon similar to that of radioparagenesis could lead to the formation of rare crystal structures in Si when exposed to the extreme solid transmutation conditions occurring at the first wall of the fusion power reactor.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».