随着社会的发展,世界能源需求日益紧张,开发新能源已经成为了迫在眉睫的任务,而核聚变能拥有洁净、安全、几乎无限储量等优势,是人类未来理想的能源之一。面向等离子体材料的性能表现是核聚变能实现所面临的关键问题之一。钨基材料由于其良好的力、热学性能被认为是偏滤器的首选材料。然而已有的实验研究发现,在聚变堆运行条件下,高注量率的低能氦离子辐照可使钨近表面层形成大量的氦泡并在表面形成“绒毛状”的纳米卷须结构,使钨的导热性能下降几个数量级并可威胁到等离子体的稳态运行。在各种钨基材料中,细晶钨以及纳米晶钨由于内部大量晶界的存在,可很大程度提高其抗氦辐照性能,是近年来研究的重点和热点。低能氦注入导致的“绒毛状”纳米卷须中也存在大量的晶界和氦泡。因此研究氦泡与晶界的互相作用可帮助理解纳米卷须的生长机理和纳米晶钨内氦泡形核演化机理。然而目前对于晶界对近表层氦泡生长和破裂影响的研究还十分有限,需要更进一步的研究。本论文使用分子动力学方法,对低能氦注入钨中产生的近表层氦泡与晶界的相互作用,以及钨间隙原子在晶界内扩散的温度效应进行了研究。主要的研究内容及结论如下:（1）通过动力学模拟氦泡在不同晶界构型的纳米卷须内的生长和破裂行为,表明部分特定晶界（Σ3和Σ7）的存在可使氦泡挤出的钨间隙原子簇更为集中的堆叠在表面,从而在表面形成更为明显的附加原子岛结构。受限于纳米卷须内空间的大小以及晶界的阻碍,氦泡的生长几乎无法形成完整的棱柱形位错环,而往往是形成两种更为复杂的混合型位错,且混合位错的类型与晶界的构型密切相关。通过研究这两种混合位错在应力作用下的运动方式,本文解释了不同晶界模型导致表面结构差异的原因。基于这一部分的研究结果,本论文提出了氦泡生长可能是导致纳米卷须产生错综复杂分支结构的原因之一。（2）结合分子静力学、动力学、准简谐近似等方法研究了钨间隙原子在Σ5<100>{310}晶界内扩散的温度效应,发现间隙原子在晶界内出现了反常扩散行为,即高温（1000K）时扩散速率小于低温（200K）时的扩散速率。通过分析间隙原子在晶界内的迁移路径,发现间隙原子在晶界内的运动方式可分为低能垒的平行扩散方式和高能垒的垂直扩散方式这两种方式。通过计算不同温度下稳定位点的形成能以及扩散尝试频率,发现受温度效应所引起的热膨胀和原子振动的影响,间隙原子的主要运动方式发生了变化。高温时主要是垂直扩散方式,而低温时主要是平行扩散方式,从而导致了扩散反常现象的发生。