Abstracts

El wolframio es considerado como el principal candidato para revestimientos de materiales expuestos a plasmas, tanto para materiales de primera pared en el caso de reactores de fusin por confinamiento inercial como para recubrimiento de ciertas partes del divertor en el caso de reactores de fusin por confinamiento magntico. Esto es debido a sus propiedades, tales como alto punto de fusin, alta conductividad trmica, bajo coeficiente de erosin y baja retencin de tritio. Sin embargo, adems de los altos requerimientos termomecnicos, el wolframio tendr que soportar la irradiacin inica de helio e hidrgeno entre otros, la cual puede dar lugar a efectos perjudiciales de origen atmico, tales como el agrietamiento, exfoliacin o hinchamiento. Todava se necesitan muchos esfuerzos para desarrollar un material basado en tungsteno que sea capaz de soportar las condiciones realistas de irradiacin en las futuras plantas de fusin nuclear, en particular, los pulsos de alta intensidad que se espera tengan lugar. El modelo multiescala secuencial se muestra como una buena metodologa para el estudio de la irradiacin de helio o hidrgeno en wolframio, ya que ayuda a comprender los procesos clave de los efectos fsicos que se observan experimentalmente. En el modelo multiescala secuencial, los resultados de un determinado paso son los datos de entrada del siguiente. Gracias al uso combinado de la teora de la densidad del funcional (DFT), la dinmica molecular (MD), la aproximacin de colisiones binarias (BCA) y el Monte Carlo cintico de objetos (OKMC), el modelo multiescala cubre un amplio espectro en las escalas temporal y espacial, desde ~nm y ~ps hasta m y horas o incluso das. El estudio que se presenta en esta tesis est basado principalmente en simulaciones con OKMC de irradiacin de helio o hidrgeno en wolframio, utilizado como material de revestimientos de materiales expuestos a plasmas. El estudio cubre diferentes aspectos de la irradiacin inica: la naturaleza de los iones (helio o hidrgeno) y el flujo (bien continuo o pulsado) en wolframio tanto con baja como con alta densidad de bordes de grano (wolframio monocristalino o nanocristalino respectivamente). Dado que la metodologa OKMC necesita como datos de entrada tanto la energa de unin como la energa de migracin, estos parmetros se obtuvieron gracias a clculos de DFT. Como resultado, se presenta una completa parametrizacin tanto para irradiacin de hidrgeno como de helio en wolframio. Las cascadas de dao producidas en el wolframio debido a la irradiacin inica son tambin datos de entrada para los cdigos de computacin de OKMC. Con el objetivo de determinar si las cascadas obtenidas con BCA son realistas o no, se ha realizado una comparacin con unas cascadas obtenidas con MD. Aunque la tcnica MD tiene en cuenta tanto la evolucin de la temperatura como la migracin, aglomeracin y recombinacin de defectos, el tiempo de computacin requerido y las limitaciones temporales y espaciales de simulacin hacen que sea muy atractivo el uso de unAdvisors/Committee Members: Rivera de Mena, Antonio.