Recent progress in the study of mechanisms for enhancing radiation tolerance of materials based on interfaces and nanoprecipitates

核能是重要的清洁、可靠和可持续的能源。核能的发展离不开高性能的核反应堆结构材料，这些结构材料在高温、高剂量辐照的环境下长时间服役，其性能在很大程度上决定反应堆的使用寿命。载能粒子轰击会在材料中引入大量缺陷，这些缺陷随时间的演变往往造成材料组织结构的改变，从而引起材料性能的下降，甚至失效。具有更苛刻服役条件的先进反应堆急需具有更优异抗辐照损伤性能的结构材料。抗辐照损伤材料设计的本质就是通过成分和微观结构等设计来提高材料中载能粒子辐照所引入缺陷的湮灭能力，从而提高材料的抗辐照性能。基于界面的抗辐照损伤设计是近几十年抗辐照损伤材料设计的主要学术思路。本文从抗辐照损伤机理研究存在的挑战出发，主要综述了基于界面的抗辐照材料结构、成分设计及特点，已经提出的抗辐照损伤设计方案及相关机理，重点介绍了北京大学技术物理系核技术应用团队基于界面以及提出的循环溶解再析出的纳米析出相的抗辐照损伤材料设计及机理方面的研究进展，并对未来基于界面和纳米析出相抗辐照损伤设计的研究进行了简单展望。