8月28日消息，arXiv近日发布论文《When chemical potential continuity fails: kinetic interface models for hydrogen isotope transport》，作者为Remi Delaporte-Mathurin与James Dark，8月26日提交。

宏观氢输运模拟代码在处理材料界面时普遍采用局部热力学平衡（LTE）假设，对每个物种施加化学势连续性约束。该论文指出，这一条件背后隐藏着三个假设：界面平衡速度足够快、界面两侧只存在单一交换路径、以及每一侧的载流子种类是预先已知的。

文献以往主要审视第一个假设，而作者论证后两者才是更致命的失效来源：当界面存在多条交换通道或载流子形态不确定时，化学势连续性约束会给出错误的边界条件，导致氢同位素穿越界面的流量计算偏差。

为此，研究者提出了动力学界面模型，用有限的界面反应动力学替代平衡假设，使模拟可以描述非平衡界面行为。这类计算直接关系聚变堆结构材料中氢同位素滞留与渗透的安全评估，也适用于储氢材料与半导体工艺中的氢输运问题，为多材料叠层体系中的氢行为预测提供了更严谨的数值框架。 （来源：arXiv）