Ursprünglicher Artikel Geschrieben von Vincenc Nemanič vom Jožef-Stefan-Institut, JSI, Jamova cesta 39, 1000 Ljubljana, Slowenien.
Eine wirksame Verringerung der Permeation gasförmiger Wasserstoffisotope in eine Metallwand durch Einführung einer Barriere ist in zwei Hauptbereichen von wesentlicher Bedeutung: Verhinderung der Wasserstoffversprödung in Stählen und Kontrolle des Tritiuminventars in künftigen Kernfusionsreaktoren. Die bei weitem wichtigsten Fortschritte und einschlägigen Studien stammen aus der Kernfusionsgemeinschaft, in der die Tritiumrückhaltung ein wichtiges Thema ist, das sich auf Sicherheitsfragen auswirkt.
Stabile Permeationsbarrieren werden unter den Materialien mit der geringsten Wasserstofflöslichkeit und -diffusionsfähigkeit gesucht. Neben einigen spezifischen reinen Metallen, wie Beryllium und Wolfram, haben dichte Oxide, Nitride und Karbide
untersucht worden. Die Beschichtungstechniken für die Herstellung gut haftender und perfekter Barrieren sind offensichtlich ebenso wichtig wie die Materialauswahl selbst. Am attraktivsten sind die Verfahren, bei denen eine Ad-Schicht einfach durch Oxidation gebildet wird. Andere Methoden erfordern spezielle Gasumgebungen mit starken elektrischen und magnetischen Feldern, was eine Grenze für die gleichmäßige Bedeckung großer und ungleichmäßiger Bereiche durch die Ad-Schichten darstellen kann. Eine weitere Herausforderung ist die Bewertung der erzielten Barriereleistungen. Mehrere neue Methoden, mit denen Wasserstoffisotope in der Masse bei sehr niedrigen Konzentrationen nachgewiesen werden können, sind bei der Bestimmung ihrer Mobilität oft unzureichend. Außerdem lassen sie die Rolle von Barrieredefekten nicht erkennen. Die klassische Methode der Gaspermeationsrate durch beschichtete Membranen ist nach wie vor die zuverlässigste Möglichkeit zur Bestimmung der tatsächlichen Effizienz der Wasserstoffpermeationsbarriere (HPB). Bei erhöhter Temperatur wird die Wasserstoffpermeationsrate auf der stromabwärts gelegenen Seite einer beschichteten Membran aufgezeichnet, die einem wesentlich höheren Wasserstoffdruck ausgesetzt ist. Durch den Einsatz moderner Vakuuminstrumentierungstechniken können auch die effektivsten Barrieren gut charakterisiert werden.
