The molecular dynamics simulations of trapping of hydrogen atoms in tungsten are presented. The simulations reveal formation of platelet-like structures of self-trapped hydrogen induced by stresses in tungsten, in particular, those produced by dislocations, at the interstitial hydrogen concentrations at.%. The spontaneous hydrogen platelet formation in absence of dislocations and external stresses has been also observed at the higher hydrogen concentrations at.%. It is shown that the platelets can retain substantial quantities of hydrogen, exceeding trapping capacity of other non-cavity defects in tungsten. The properties of the hydrogen platelets formed in tungsten under various conditions are assessed and a formation mechanism is proposed. A model of hydrogen retention by the dislocation-induced structures is also presented, which describes retained quantities and outgassing dynamics of hydrogen in plasma exposed tungsten samples.
タングステン中の水素原子の捕捉に関する分子動力学シミュレーションを提示する。シミュレーションは、タングステン中の応力、特に転位によって生じる応力によって誘起される自己捕捉水素の板状構造の形成を、格子間水素濃度 at.% において明らかにする。転位や外部応力がない場合の自発的水素板状形成も、より高い水素濃度 at.% で観察された。板状構造は、タングステン中の他の非キャビティ欠陥の捕捉容量を超えるかなりの量の水素を保持できることが示される。様々な条件下でタングステン中に形成された水素板状構造の特性を評価し、形成メカニズムを提案する。転位誘起構造による水素保持のモデルも提示する。このモデルは、プラズマ曝露タングステン試料中の水素の保持量と脱ガス動力学を記述する。