The performance of plasma-facing materials (PFMs) is one of the key factors that significantly impact the stability of operation in fusion reactors. Herein, a new CrMoTaWV/W (high entropy alloy (HEA)/W) multilayer structure is designed as PFM to investigate its resistance to He plasma irradiation. It was observed that the introduction of the interfaces effectively absorbed plenty of He atoms, preventing them from diffusing into the material and delaying the formation of fuzz incubation zone, therefore, enhancing the resistance to plasma irradiation. The thickness transformed to fuzz in the HEA/W multilayer films was observed to be about two-thirds of those in the CrMoTaWV (HEA) film. Additionally, the fuzz growth rates in HEA/W multilayer films are lower than the average growth rate of bulk W and HEA films combined. These findings highlight a promising new avenue for the exploration of high-performance PFMs.
プラズマ対向材料（PFM）の性能は、核融合炉における運転の安定性に大きな影響を与える主要因子の一つである。本稿では、Heプラズマ照射に対する耐性を調査するために、新たなCrMoTaWV/W（高エントロピー合金（HEA）/W）多層構造をPFMとして設計した。界面の導入により、多くのHe原子が効果的に吸収され、それらが材料内部へ拡散するのが防がれ、ファズインキュベーションゾーンの形成が遅延し、したがってプラズマ照射耐性が向上することが観察された。HEA/W多層膜においてファズに変態した厚さは、CrMoTaWV（HEA）膜のそれの約3分の2であることが観察された。さらに、HEA/W多層膜におけるファズ成長速度は、バルクW膜とHEA膜を合わせた平均成長速度よりも低い。これらの知見は、高性能PFMの探索に向けた有望な新たな道筋を示すものである。