钨材料由于具有耐高温、耐腐蚀的优点,已经被选作核实验反应堆中的面向等离子体材料。由于钨材料需要承受高通量的氦等离子体辐照,钨材料表面通常会产生气泡、绒毛状结构、小孔等表面形态的改变的现象。这些表面形态的改变也伴随着材料表面的热学和力学性质的改变,并将伴随着杂质、灰尘等的产生,这会成为等离子体的污染源进而破坏等离子体平衡。因而,氦在钨材料表面的扩散行为一直受到相关科研人员的高度重视,也分别从实验方面和理论方面做了大量的科研工作。影响氦在钨材料中扩散的因素有很多,例如温度、压强、钨材料的表面取向等等。通常,氦进入钨后,会先后经历输运阶段和扩散阶段这两个环节。氦在钨材料中的扩散又分为单个氦原子和多个氦原子的情况。在此之前,相关人员已经对钨材料其他表面取向的情况进行了相关的研究,但仍然需要进一步的数据作为补充,才能使研究更为深入。本文研究的是单个氦原子在钨材料表面附近,不同表面取向和不同温度下的扩散行为。我们的重点在于观察氦原子在钨材料不同温度下,{211}取向和{311}取向上的扩散行为,并统计氦原子逃逸出钨材料表层的情况,并用统计图来进行总结,具体结果如下。通过分析我们发现{211}和{311}两个表面取向的不同之处是,{211}方向只能在400k和温度高于1200k以后才能观察到氦原子的积累,而{311}方向则能在模拟的各个温度都能观察到。这也导致了我们观察到的氦原子逃逸数目随着温度的变化的图像也不同,{211}方向在1200k时氦原子的逃逸数量达到了峰值,而{311}方向两者成正比关系;{211}方向钨表面的势能与材料内部势能的差值与{311}方向也有区别,{311}方向差值更大。相同之处在于,{211}和{311}方向氦原子容易被困住的位置,随着温度的升高而逐渐更深,如400k时,容易被困在钨材料表面第二层以下,而2000k时则大约在第四层附近,这个现象在先前的研究中并没有被总结,这是因为他们没有模拟高温的情况。本文的研究为日后研究氦在钨材料中的扩散行为提供了更多的表面取向,为后续相关工作建立更加完善的模拟基础。但是,有氦原子在钨材料中的具体扩散形式,以相对应的能量等,仍需要进行进一步的研究。