Trapping of multiple hydrogen atoms in a tungsten monovacancy from first principles

タングステン中の単空孔における多数の水素原子のトラップ

大澤 一人*; 後藤 準也*; 山上 真広*; 山口 正剛   ; 矢木 雅敏*

Osawa, Kazuhito*; Goto, Junya*; Yamakami, Masahiro*; Yamaguchi, Masatake; Yagi, Masatoshi*

本発表は、九州大学応用力学研究所との共同研究により、核融合材料タングステンの物性を第一原理計算により調べた結果の論文発表である。本発表では、タングステン中の単空孔において多数の水素原子がトラップされるときのトラップエネルギーを第一原理より計算した。最大6コの水素原子がトラップされるとする従来の第一原理計算結果とは異なり、トラップされる水素原子の数が増えるに従ってトラップサイトがオクタヘドラルサイトからテトラヘドラルサイトに変化することによって、最大で12コの水素原子がタングステン中の単空孔にトラップされることを示した。

The configuration of multiple hydrogen atoms trapped in a tungsten monovacancy is investigated using first-principles calculations. Unlike previous computational studies, which have reported that hydrogen in BCC metal monovacancies occupies octahedral interstitial sites, it is found that the stable sites shift towards tetrahedral interstitial sites as the number of hydrogen atoms increases. As a result, a maximum of twelve hydrogen atoms can become trapped in a tungsten monovacancy.