多工况下CFETR包层背板及流道热工分析

根据中国聚变工程实验堆(China Fusion Engineering Test Reactor,CFETR)包层背板的设计方案及具体的包层模块内部工况,分别完成了对高场侧包层背板和低场侧包层背板的流道的设计。背板的内部流道具体包括两根吹扫气体流道、三根冷却剂冷流道、三根冷却剂热流道。通过ANSYS软件中的FLUENT模块来初步模拟仿真包层背板的固体和流体热工基本情况,分别得到了背板在200 MW、500 MW、1 GW和1.5 GW工况下的温度场分布及各流道内部流体的热交换情况。结果表明:高场侧背板和低场侧背板的最高温度均小于结构材料的许用温度;高场侧和低场侧内部流道的冷却剂平均温度变化均符合包层端入口和出口的设计要求。     

CFETR COOL包层热-机械性能研究

超临界二氧化碳(sCO₂)液态锂铅包层(COOL)是中国聚变工程实验堆(CFETR)的候选包层，其主要功能是增殖产氚、屏蔽中子辐射以及能量转换发电。COOL包层在正常运行工况下需要承受冷却剂压力、热应力、重力、电磁力等载荷。本文在不考虑重力和电磁载荷的情况下，采用ANSYS有限元方法对COOL包层扇段的赤道面外包层模块进行热-机械性能分析，结果表明，COOL包层在正常运行工况下，各类材料的最高温度不超过限值，并且结构应力能够满足ITER SDC-IC设计标准，分析结果可为包层优化设计提供重要参考和数据支撑。     

CFETR氦冷陶瓷增殖包层在等离子体主破裂时的电磁结构耦合分析

增殖包层作为中国聚变工程实验堆(China Fusion Engineering Test Reactor,CFETR)的核心部件,承载着能量转换和氚增殖的重要作用。中国科学院等离子体物理研究所在之前增殖包层设计的基础上,又提出了氦冷陶瓷增殖(Helium Cooled Ceramic Breeder,HCCB)包层的概念设计。为评估电磁载荷对HCCB包层结构安全性的影响,借助通用有限元软件ANSYS,研究计算了在等离子体主破裂时包层中产生的感应涡流、洛伦兹力和力矩。通过多物理场耦合分析方法,获取了包层中产生的等效应力和形变位移。结果表明,在等离子体电流指数衰减时,HCCB包层模型上产生的最大等效应力和形变位移满足包层结构设计的要求,同时模拟分析结果也为未来的包层结构优化以及支撑结构设计提供了必要的数据支撑。     

用COSMOS/M程序对FEB进行2D瞬态电磁分析

在托卡马克装置中,当瞬态电磁现象发生时,涡流在环绕等离子体的导体结构上感应。当非常快的瞬态发生时,如等离子体破裂、涡流与磁场(即外加场和涡流本身的磁场)耦合将在导体结构上可能产生巨大的电磁力。实验观察揭示了破裂可分为两个时间阶段。在第一阶段(称为能量猝灭,又称热猝灭),等离子体在约1ms的时间内冷却,大部分等离子体的热能迅速转移到第一壁上。在第二阶段,冷等离子体和它相当高的电阻耗散等离子体电流的磁能,同时伴随等离子体极向和径向的位移,这种感应电阻性破裂称为电流猝灭,持续大约20ms。在我们的FEB概念设计中,环向等离子体电流约6.0     

EASTICRF天线电流带电磁分析

为了实现EAST托卡马克1000s以上的稳态先进模式运行的最终物理目标,两电流带双环共振(RDL)离子回旋共振（ICRF）天线被选择用来加热,电流带是ICRF天线关键部件,它通过近场区的耦合把能量传输到等离子体中。本文通过有限元方法对电流带在等离子体破裂和等离子体垂直位移事件两种工况下进行了电磁计算,给出了电流带感应电流密度大小分布情况、磁感应强度大小分布情况以及电流带所受的电磁力。利用电流带所受的电磁力作为载荷对电流带进行了结构分析,分析结果为验证电流带结构的可行性提供理论依据,分析方法对未来更高功率的ICRF天线电流带进行电磁分析具有一定的借鉴价值。     

CFETR氦冷固态增殖剂包层产氚性能研究及优化

氦冷固态增殖剂包层是中国聚变工程实验堆（CFETR）的3种候选包层概念之一。本文基于中国核工业西南物理研究院提出的一种氦冷固态增殖剂包层概念,通过蒙特卡罗输运程序MCNP5建立了包层三维中子学模型,探究了不同几何布置方案及结构设计参数对包层产氚性能的影响,得到了全堆氚增殖比（TBR）及极向各包层模块产氚分布,并由优化后的模型得到了包层模块核热分布。结果表明,优化后的TBR达到1.177,满足氚自持的最低要求。     

ITER中国液态锂铅实验包层模块结构设计与加工

根据ITER实验包层的发展目标,实验要求,限制条件,结合聚变发电反应堆FDS-Ⅱ DLL/SLL包层方案设计了DFLL-TBM原型结构,给出了加工工艺和装配序列方案.该实验模块特点是极向LiPb流道易于布置FCI流道插件,"]"型隔板和"盒形"背板式联箱简化冷却方案和结构.这种简单的结构易于加工制造,易于派生出在ITER不同运行阶段实验的系列模块,符合在ITER进行SLL-TBM和DLL-TBM两种包层模块实验的策略.     

ITER氦冷固态实验包层模块第一壁氢同位素双向输运数值分析

氦冷固态实验包层模块(HCCB-TBM)安装于国际热核聚变实验堆(ITER)中,用以验证HCCB包层概念的氚增殖能力与热移出能力。HCCB-TBM第一壁用于承受堆芯等离子体粒子轰击和包容内部功能材料。外侧等离子体驱动氘、氚粒子渗透与内侧氢分压驱动渗透的同时存在,形成了第一壁的双向氢同位素输运。此双向输运可能对第一壁外表面再循环系数、包层增殖氚的纯化产生重要影响。基于商业软件COMSOL建立第一壁双向氢同位素输运模型,研究第一壁的氢同位素的输运特征。仿真结果表明：第一壁中的冷却剂流道具有强的氢同位素移出能力,使得双向输运解耦合;在ITER等离子体脉冲周期中,放电过程中已扩散到材料内部的氚在等离子体关停时扩散回流到真空室侧,关停时的回流将降低向冷却剂流道的氚渗透损失。     

水冷固态增殖包层模块冷却剂管系流量分配研究

包层是磁约束聚变堆中实现氚增殖和能量导出的重要部件,针对包层模块中,由于复杂的串并联流道结构所导致的冷却剂流量分配不均匀问题,采用一维热流体流动分析软件Flowmaster,建立了水冷固态增殖包层子模块的冷却剂流道结构模型。对运行工况下包层冷却剂流量分配进行模拟,并与相关试验以及模拟结果进行比对。模拟结果表明,所建立的子模块一维模型各部分冷却剂温升和压降均与设计值吻合,模型能够准确的描述包层冷却剂流动特性。在稳态运行工况下,包层子模块侧壁支管出现较为明显的流量分配不均匀现象,流量最大值与最小值偏差达到5%。位于侧壁上下两端的集合管对流量分配均匀性起重要作用,保持矩形集合管横截面积不变,横截面长宽相等时流量分配最为均匀。当集合管采用不同形状设计时,圆形管道流量分配均匀性要好于矩形管道。     

ITER校正场磁体馈线结构分析

基于ANSYS对ITER校正场磁体馈线的结构进行了分析。根据馈线结构特点,对有限元模型进行了简化。通过电磁分析,获取了超导母线的电磁力,研究了电磁力与超导母线支撑间距的关系,并根据结果提出了推荐的支撑间距。在进行馈线模型结构分析时,电磁力按支反力的形式施加,并施加不同的载荷工况,获取了不同工况下馈线的应力及变形数据。分析结果显示馈线结构设计是合适的,满足设计应力准则要求。     

散射激光对内爆过程影响的初步研究

在间接驱动内爆实验环境下,腔壁的散射激光会部分地照射到靶球上,对靶球的压缩过程有影响。通过一维和二维数值模拟研究,给出散射激光对内爆靶球压缩过程特征物理量的影响,进一步分析了影响的主要因素,估计了影响的严重程度。     

Study on the influence of the discharge voltage on the ignition process of Hall thrusters

A high-speed charge-coupled device camera was used to capture images of the plume and acceleration channel of a Hall effect thruster during ignition at different discharge voltages. To better understand the influence of changes in the discharge voltage on the plasma parameters during thruster ignition, a particle-in-cell numerical model was used to calculate the distribution characteristics of the ion density and electric potential at different ignition moments under different discharge voltages. The results show that when the discharge voltage is high, the ion densities in the plume and acceleration channel are significantly higher at the initial phase of thruster ignition; with the gradual strengthening of the ignition process, the propellant avalanche ionization during thruster ignition occurs earlier and the pulse current peak increases. The main reason for these phenomena is that the change in the discharge voltage results in different energy acquisitions of the emitted electrons entering the thruster channel.     

若干因素对同步辐射微束X射线荧光 CT图像质量的影响研究

借助计算机模拟成像，通过分析不同情况下的图像重构，研究了抽样间距和投影数、重构算法、荧光测量等若干因素对图像重构质量的影响，并得出了一些有益的结果，对实际应用具有一定的参考意义。     

Metadata on the radioactive contamination of environmental objects on the territories of Russia and the USSR

A unique data archive, accumulated at the Taifun Scientific and Industrial Association in 1954–2005, on the radioactive contamination of the environment on the territory of the USSR and Russia is presented. The archive contains data on the yearly total β activity of atmospheric fallout on the underlying surface, the total volume β activity in the atmosphere at the ground, the results of measurements of the ⁹⁰Sr and ¹³⁷Cs content in samples combined over one month or quarter, atmospheric aerosols and fallout on individual points, the volume activity of tritium and ⁹⁰Sr in water, rivers, lakes and seas, and the radionuclide contamination density of the territories of populated points as a result of the Chernobyl accident. __________ Translated from Atomnaya énergiya, Vol. 101, No. 2, pp. 149–152, August, 2006.     

分离装置结构优化对稳定同位素分离经济性的影响研究

为评价分离装置结构或参数优化对级联经济性的影响,提出以单台分离装置年纯利为经济性判据,并以此为评判标准,以级联分离SiF₄获取²⁸Si、²⁹Si同位素为例,对分离装置的结构优化进行了经济性分析。计算并对比了结构优化前后的单台分离装置年纯利。结果表明,分离装置结构优化后,单台分离装置年纯利增加了12.3%。优化分离装置的结构能够较大幅度地提高级联分离稳定同位素的经济性。     

涂硼正比计数管慢化体对中子探测效率影响研究

涂硼正比计数管是一种常用的反应堆源量程探测器,对热中子测量有很高的探测效率,对于快中子反应堆则需要增加合适的慢化体,提高中子探测效率。本文利用蒙特卡罗程序MCNP,模拟计算涂硼正比计数管在不同慢化体厚度的情况下,对各能量单能中子的相对探测效率和绝对探测效率,得到在不同慢化体厚度下,计数管的相对探测效率和绝对探测效率与中子能量的关系。最后针对快中子反应堆的典型中子能谱,模拟计算涂硼正比计数管在不同的慢化体设计时的探测效率,得出了一种优化的慢化体设计方案,对快中子反应堆核测量系统设计具有一定指导意义。     

高湿度对表面α活度测量影响的研究

通过分析相对湿度对空气层密度和表面吸附的影响,阐明在高湿度环境下表面α活度测量产生误差的原因.并使用似φ45mmα面源,在20℃下5个不同相对湿度条件时测定了MicrocontⅡ表面αβ测量仪的表面活度响应因子,初步阐明的相对湿度对表面α活度测量的影响规律,可为高湿度条件下表面α活度测量工作提供一定的借鉴.     

青蒿琥酯对人宫颈癌细胞放射增敏作用的影响研究

本工作主要涉及青蒿琥酯对体外培养人宫颈癌HeLa、Siha细胞株的放射增敏作用.实验选择人宫颈癌细胞HeLa、Siha作为实验细胞.利用四氮唑盐比色试验(MTT)确定细胞辐射损伤实验最佳药物浓度;常规染色体畸变法、胞质分裂阻滞微核法(CB法)分别研究青蒿琥酯对辐射诱发人宫颈癌细胞染色体畸变、微核的影响.确定了青蒿琥酯的...