空间核动力电源具有体积小、重量轻、安全性好、可靠性高、功率大、寿命长和不依赖太阳能等优点,是深空探测的重要工具。空间核动力电源的屏蔽体可减少核反应堆产生的中子和γ射线对仪器造成的伤害,是空间核动力电源的重要组成部分。在屏蔽体的设计当中,LiH通常被选为中子屏蔽材料。LiH具有很高的氢原子密度、较高的熔点和较低的密度、较高的中子吸收截面和较低的分子质量,是理想的低质量高效的中子屏蔽材料。氢化锂在长期的辐照条件下,将会产生大量的缺陷和间隙氢离子,间隙氢离子在较高的温度场下将会发生迁移,造成屏蔽体高温端氢含量减少,从而使得屏蔽体的屏蔽性能降低。通过对氢化锂屏蔽体可能产生的氢迁移问题研究,可为氢化锂屏蔽体设计提供理论和实验依据。采用基于密度泛函理论的CASTEP作为氢化锂中氢迁移行为的理论研究工具,使用静态计算的方法对间隙氢离子沿[10 0]、[110]和[111]方向的迁移行为进行了研究,同时讨论了由间隙氢离子的近邻氢离子主导迁移时的迁移行为。计算结果表明,间隙氢离子在氢化锂中的迁移是多种多样的,间隙氢离子沿[111]方向的迁移势垒最小,仅为0.1882 eV,间隙氢离子迁移到最近邻间隙和次近邻间隙时由近邻的氢离子主导的可能性更大。另外,氢具有很大的热中子散射截面,长时间的中子辐照条件下,中子很容易将氢离子撞出平衡位置形成Frenkel缺陷,故对产生间隙氢离子的Frenkel缺陷进行了研究。研究结果表明,氢化锂最可能形成的Frenkel缺陷的位置有两种,次近邻间隙和第四近邻间隙。同时,考虑到温度对间隙氢离子迁移行为的影响,计算了300K至800K下,不同温度对应的晶格常数下,间隙氢离子沿[111]方向的迁移势垒,并利用分子动力学方法求出间隙氢离子在300K至800K下的间接扩散系数,其中300K下的扩散系数的计算结果为1.4491×10-7 cm2/s；根据不同温度下的扩散系数计算得出氢离子的迁移势垒为0.1689 eV,与[111]方向的迁移势垒相近。实验上采用同位素标定的方法,利用离子注入的方法引入氘,通过研究氘的深度分布随时间的变化规律来分析氘在氢化锂中的扩散规律。将二次离子质谱和核反应分析方法作为氘的深度分布的分析手段。二次离子质谱虽然无法准确测得氘的深度分布,但得到了氢化锂表面杂质元素如氯、氟、碳、氧等元素含量的大致比例,为核反应分析解谱提供帮助。核反应分析利用D和3He可以发生核反应产生质子和α粒子,可对氘进行定量分析。入射3He的能量分别为800 KeV、1000 KeV、1400 KeV、1800 KeV和2400KeV,根据不同能量3He的核反应分析能谱可以得出不同深度氘的浓度,实验结果表明,表面残留的氘含量很少,大部分已从表面溢出,根据内部氘离子的深度分布,利用菲克第二定律可以估算出氘在氢化锂中的扩散系数约为1.32×10-7 cm2/s,与分子动力学模拟结果相近。