流出分支管道引起的3维MHD效应研究

目前,磁流体动力学2维(2D)和3维(3D)效应的实验数据还很少,分支管道的MHD效应实验结果尚未见报道,圆形管道的流速分布尚没有完整的实验数据。我们利用国际合作渠道提供的仪器和国内液态金属回路的特点开展的3D磁流体动力学效应实验研究。实验在我国专门研究磁流体的动力学效应的液态金属回路上进行。其参数为:最大磁场强度2 T,最大哈德曼数M为4000,最大相互作用参数N为3600(聚变堆中M,N均在10~3～10~5范围内),回路工作介质为低共融钠钾合金,运行温度85℃,实验段管道由304不锈钢制成,主管道内径φ_0为57mm,壁厚t_(w0)为3.5mm;支管内径φ_1为22mm,壁厚t_(w1)为3.0mm;约24％流量流入支管;     

高性能碳材料在HL-1M边缘等离子体中的辐照实验

碳材料尤其是掺杂改性的石墨和C/C复合材料仍是面对等离子体壁材料(PFM)的首选之一。近年来,我们用热压方法研制了一系列的硼(B)、钛(Ti)、硅(Si)掺杂石墨和B_4C掺杂C/C复合材料。化学溅射和氢滞留与解吸实验研究表明,一定量的B杂质能够有效地减少化学溅射产额,降低氢和甲烷的解吸温度和减少甲烷的解吸产额。然而单项的模拟实验对于检验材     

A New Type of Multielements-Doped,Carbon-based Materials Characterized by High-thermoconductiv-ity,Low Chemical Sputtering,Low RES Yield and Exposure to Plasma

Low-Z materials, such as carbon-based materials and Be, are major plasma-facingmaterial (PFM) for current, even in future fusion devices. In this paper, a new type ofmultielement-doped carbon-based materials developed are presented along with experimental re-sults of their properties. The results indicate a decrease in chemical sputtering yield by one orderof magnitude, a decrease in both thermal shock resistance and radiation-enhanced sublimation, anevidently lower temperature desorption spectrum, and combined properties of exposing to plasma.     

液态金属实验回路(LMEL)的总体设计和运行

液态金属实验回路（ＬＭＥＬ）是国内唯一用于聚变堆磁流体动力学（ＭＨＤ）效应和材料相容性研究的大型实验装置。与国外同类先进的装置相比，回路流程和运行方式均有重大改进，使其更先进、安全并具有多功能。回路运行分为两个阶段：第一阶段以钠－钾低共熔合金（２２Ｎａ７８Ｋ）为工质，研究ＭＨＤ效应，ＬＭＥＬ的最大哈特曼（Ｈａｒｔｍａｎｎ）数Ｍ和相互作用参数Ｎ分别为０．７５×１０４和２．５×１０４；第二阶段以液态锂为工质，研究结构材料与锂的相容性，最高温度和流速分别为５２０℃和１．３８ｍ／ｓ。     

钒合金的氢脆机理研究

利用气相渗氢法，测试了几种钒合金在氢含量最高达到113mg/kg范围内的拉伸性能变化。实验结果表明：低强度的钒合金具有较好的抗氢脆性能。合金中的氧会加重钒合金（特别是强度较高者）的氢脆敏感性。机理分析揭示钒合金的氢脆断裂主要由沿晶断造成，氧和合金强度的影响均是通过改变合金的晶界与晶粒的对比强度来实现的。     

碳基材料中甲烷的热解吸(TDS)行为研究

碳基材料,如石墨(高纯和掺杂石墨)、碳化物(如B_4C和SiC)、以及C/C复合材料被公认是最有希望的面对等离子体壁面材料,大多数碳基材料已成功地被世界各种Tokamak装置所采用,其中以高纯石墨使用得最为普遍,然而高纯石墨也有其自身的局限性,如高化学溅射(Chemical Sputtering)、高氚滞留(Tritium Retention)和热解吸(Thermal Desorption)、以及辐射增强的升华效应(Radiation Enhanced Sublimation),由此产生的大量碳杂质进     

含硼石墨中甲烷的热解吸行为研究

研究了含硼石墨ＧＢ１１０（１０ｗｔ．％Ｂ）甲烷（ＣＨ４）的热解吸谱,发现甲烷的解吸谱主要由３个峰构成,估算出了ＣＨ４不同峰值的解吸激活能。为了弄清含硼石墨中甲烷的形成与解吸机理,分别对高纯石墨ＩＳＯ８８０Ｕ和Ｂ４Ｃ涂层进行了热解吸实验,同时对材料的微观结构进行了分析。经过比较,表明甲烷在含硼石墨中的形成与解吸有３个过程：氢离子注入导致甲烷沿气孔内壁形成,并通过石墨内部的微通道向表面自由扩散;被石墨中Ｂ４Ｃ析出物所俘获的氢原子与Ｂ４Ｃ化合物中的碳原子反应,从而生成甲烷并解吸出来;以及石墨晶格俘获的氢原子与碳原子化学反应产生的甲烷,通过体扩散过程解吸。其中前后两个过程起主导作用。     

流出分支管道引起的三维磁流体动力学效应研究

介绍了在液态金属实验回路上开展分支管道接口引起的三维磁流体动力学效应研究所取得的结果，包括分支管道阀门开，闭两种状态下的流速分布和三维ＭＨＤ压降效应修正项；并了二维ＭＨＤ效应和部分区域流速未全展开对实验结果的影响。     

绝缘壁通道上裂纹电极的MHD电位研究

本研究是在开展模拟涂层裂纹或未裂纹时的MHD压降实验研究时同时测量的裂纹电极间的MHD电位变化情况。实验段见文献[1]中的图1所示结构。用△V_(14)、△V_(24)分别表示余裂纹电极D1和D2与参考电极D4间实验测得的电位差,此处只选出具有一定代表性的电极间的电位差随雷诺数Re的关系曲线,即Re—△V_(14)和Re—△V_(24)的实验曲线,其结果见图1～3所示。     

偏滤器高热负荷材料研究

用热等静压焊接的方法对两种性能差异很大的金属材料钨和铜进行了成功的焊接。用SEM对断口和焊接界面在各种不同条件下焊接的性能作了对比分析。给出了两种样品的断裂特征和焊接过程中元素的扩散特点。钨和铜合金的结合主要是物理结合 ,是在高温高压下 ,材料表面微观的凹凸不平而产生的犬齿交合结合在一起的 ,扩散结合只占很少的部分。偏滤器靶板的寿命主要决定于靶板材料的热疲劳性能。在真空室中用大功率电子束作为热源进行了热疲劳试验。电子束的功率密度选为 9MW/m2 ,循环周期为 4 0s,冷却水流量为 80mL/s。用直径为 0 .3mm的NiCr NiSi热电偶测量了下材料表面的温度分布。结果发现 ,在冷却充分的情况下 ,表面最高温度约 4 0 0℃ ,钨铜焊缝处的平均最高温度约1 5 0℃。经过 1 0 0 0次的循环加热后 ,没有发现靶板材料出现破坏现象。对试验条件下的材料表面温度分布进行了计算机模拟计算。计算结果和试验测得的结果是相吻合的 ,表明试验结果是真实可靠的