核能由于其清洁、无污染且可持续发展等特点,被广泛研究和应用。在过去几十年的发展中,核能已经成为一种可靠的人类能源。近年来,随着第四代先进核反应堆、核聚变堆的迅速发展,核反应堆结构材料的辐照损伤效应是面临的关键挑战之一,开发适用于先进堆型的抗辐照结构材料变得更加迫切。然而,现阶段能够满足对应极端工况环境的传统材料很少,有必要开发新型的抗辐照结构材料。由于界面会对辐照缺陷的行为产生积极的影响,因此在材料中引入高密度界面是公认的设计发展新型抗辐照材料的重要策略之一。针对核嬗变反应产生的氦原子（He）容易在界面处聚集导致材料力学性能下降的问题,本文利用第一性原理的方法从原子尺度上研究了He原子在Fe/Mn6Ni16Si7和Fe/graphene界面处的稳定和扩散行为。Mn6Ni16Si7是铁素体/马氏体钢在辐照条件下溶质原子在晶界位置处偏析所形成的重要析出相。为了研究该析出相与基体之间的界面对He原子行为的影响,本文利用第一性原理研究了He原子在Mn6Ni16Si7析出相、α-Fe基体以及该析出相与基体之间界面处的行为。计算发现Mn6Ni16Si7析出相可以作为He原子的捕获位点;进一步研究表明在Fe/Mn6Ni16Si7超胞结构中He原子容易在析出相与基体之间的界面处稳定存在;此外,无论在Mn6Ni16Si7析出相中以及界面位置,He原子都会促进空位的产生。另外一方面,由于新近的研究发现金属/石墨烯复合材料比金属基体具有较好的抗辐照特性,而不锈钢是先进核反应堆的候选结构材料之一;因此,为了探究不锈钢/石墨烯结构材料是否具有潜在的抗辐照特性,本论文以Fe/graphene界面为研究对象,采用第一性原理研究了He原子以及本征缺陷在该界面处的行为。结果表明Fe与graphene之间存在着强的相互作用;相比于α-Fe基体和graphene,界面处的本征缺陷的形成能更低;此外,He原子在Fe/graphene界面处具有更大的迁移势垒和结合能,这表明He原子进入界面处较难,但是一旦He原子进入到界面,就会被界面很容易捕获,即界面可以作为氦原子的陷阱。以上两方面的研究结果初步表明:材料中界面的存在增加了He原子的稳定位点,可以成为捕获He杂质的陷阱,从而降低基体中He的浓度,有利于改善核嬗变反应导致材料力学性能下降的问题。本论文的理论结果有助于从微观角度理解界面对嬗变元素He的聚集行为影响机理。