国际热核聚变实验堆标准体系研究

国际热核聚变实验堆(ITER)是目前世界上最大的磁约束核聚变试验堆。文章按照国家标准GB/T 13016—2018《标准体系构建原则和要求》中规定的方法,对ITER标准体系进行了研究,给出了构建ITER标准体系的原则、构建ITER标准体系的方法和步骤以及ITER标准体系结构图,介绍了ITER标准体系标准明细表的总体情况,为我国开展类似核聚变反应堆设计和建造的提供重要参考。     

国际热核聚变实验堆过渡馈线设计与分析

国际热核聚变实验堆（InternationalThermonuclearExperimentalReactor，简称ITER）采用超导馈线系统传输磁体线圈所需电流、冷却液及数据信号等。本文介绍了馈线系统中过渡馈线的设计，并通过有限元法对设计结构进行全面校核和应力分析，为结构的进一步研制提供了理论依据。     

国际热核聚变实验堆(ITER)计划专项2008年立项项目实施会召开

本刊讯由国家科技部基础研究司主持召开的国际热核聚变实验堆(ITER)计划专项2008年立项项目实施会于2009年2月6日在成都召开,来自全国十几家单位的50多位代表参加了会议.     

超导电流传输线导体等效弹性模量的预测

国际热核聚变实验堆（ITER）超导电流传输线导体的内部电缆体由超导股线和纯铜股线经多级绞缆后复合而成,相对柔软。在传统复合材料理论的基础上,对ITER超导电流传输线导体等效弹性模量进行理论预测：预测一,只考虑电缆体外的不锈钢导管、双绝缘和双屏蔽层;预测二,忽略柔性电缆体的影响,但考虑其内部氦管;预测三,假设电缆体呈各向同性,弹性模量取1～10GPa;预测四,利用均匀化理论分析电缆体的等效弹性模量,复合材料损伤理论分析超导电缆与中心氦管之间、电缆复合体和不锈钢导管之间界面情况。预测值与参考实验值进行比较证实,预测四较符合实际情况,电缆体对整个超导电流传输线导体等效弹性模量的影响较小。     

线圈终端盒的改进设计与分析

为满足美国GA公司中心螺线管线圈模型CSM低温电性能测试的需要,基于ITER馈线系统的设计,对线圈终端盒壳体进行了修改设计。采用直立圆筒结构代替横卧立方体结构,优化了壳体安装工艺,提高了空间利用率。在此基础上,对线圈终端盒内部其他部件进行了相应的改进设计,最终实现了线圈终端盒的功能。利用大型有限元分析软件ANSYS对线圈终端盒壳体作弹性应力分析、屈曲分析及地震分析,并将屈曲分析结果与理论计算结果进行了对比。计算分析结果表明,直立圆筒结构形式的线圈终端盒设计合理可靠。     

聚变原型超导线圈试验成功

【美国《科学日报》2008年9月14日报道】在欧洲委员会（EC）、日本原子能研究开发机构（JAEA）和国际热核聚变实验堆（ITER）组织的支持下,欧洲的聚变研究机构“用于能源的聚变”（Fusion for Energy）已成功对铌．钛制成的ITER极向励磁线圈原型超导体进行了试验,该超导体在6．4T磁场和52kA电流下达到稳定运行。极向励磁线圈将用于维持ITER装置内部的等离子体平衡和位形。     

变负荷电流引线的设计

超导核聚变实验装置(EAST)的极向场超导磁体常常运行在空载、变电流条件下,将这种电流引线设计成过载电流引线可以进一步降低低温系统的热负荷。本文计算了不同材料制作的电流引线在额定电流和过载情况下的漏热、温度分布等参数,在分析计算的基础上给出了制造电流引线时的选材原则以及过载运行的条件。     

ITER纵场磁体过渡馈线结构力学分析

运用数值方法计算了不同等离子体运行时刻纵场磁体过渡馈线(CFT)超导母线上的电磁载荷,并确定了磁感应强度最大的时刻,采用增量有限元法对过渡馈线进行非线性力学分析,得到不同工况下结构上的应力分布及变形情况。分析结果表明,带有万向节的过渡馈线结构具有足够的强度来承受运行过程中的各种载荷,从而证明了结构设计的合理性。     

韩国的聚变之星

韩国的超导托卡马克先进反应堆（KSTAR）在2008年产生出接近国际热核聚变实验堆（ITER）所需温度的等离子体（详见本刊2008年第9期相关报道）,这标志着它已克服了第一道技术难关。     

国际热核聚变实验堆物项分级的初探

以国际热核聚变实验堆(International Thermonuclear Experimental Reactor,简称ITER)当前进展和经验为基础,探索了ITER系统、建构筑物和部件(SSCs)的安全分级、质量分级(QC)、真空质量分级(VQC)、抗震分级和远距离操作(RH)分级的分级依据和相关说明,为进一步研究国内未来聚变堆的物项分级提供帮助和借鉴。     

ITER10kA电流引线高温超导段研究

国际热核实验反应堆(ITER)高温超导电流引线（HTSCL）的特点是不仅电流容量大,且安全性要求非常高,高温超导段是HTSCL的关键部件。本文论述了ITER10kA电流引线高温超导叠和超导组件的真空钎焊工艺,分析了高温超导段漏热,并对高温超导段漏热和电流引线在10kA下的安全性参数进行了测试。结果表明,电流引线不仅漏热小,且安全裕度大,满足ITER设计要求。     

Opportunities in the Construction Phase of the International Thermonuclear Experimental Reactor

Since 1992, fusion researchers from the U.S., Japan, Europe, Russia, and other countries, have been engaged in a very successful collaboration on the engineering design activities (EDA) of the world's first fusion experimental reactor (ITER). Decisions on whether and where to construct this 1500 MWth, $10 billion facility are scheduled to be made by July 1998. The United States, for budgetary reasons, is faltering in its commitment to fusion development, and thus risks not being involved as a full partner when ITER is built and the long-sought goal of fusion energy is achieved. In this paper, we examine, from the point of view of U.S. industry, the issues and opportunities presented by this historic venture.     

230 MeV质子回旋加速器超导线圈力学分析及固化工艺研究

本文对230 MeV质子回旋加速器超导线圈进行了力学分析,对其在绕制、降温、励磁等不同工艺条件下的强度进行了校核,并对其固化工艺进行了研究。通过7次绕制与浸渍实验,得到满足超导线圈固化要求的主要工艺参数。根据以上研究结果制造的超导线圈在励磁过程中没有失超,验证了其具有良好的结构稳定性。     

中国实验快堆结构材料辐照装置设计

为在中国实验快堆(CEFR)上开展国产快堆包壳材料的辐照试验,进行了CEFR首个结构材料辐照装置的设计。材料辐照装置的创新设计基于CEFR的辐照条件和堆芯组件的基本结构,通过在辐照装置内部设置不同气隙尺寸的辐照罐,实现了在快堆不同功率稳态运行条件下(40%和100%额定功率)对材料样品不同辐照温度(450~600℃)的要求。辐照装置具有样品辐照温度与中子注量率的非在线监测功能,其结构具有通用性,能满足材料辐照标准试样最大装载的需要。通过对辐照装置进行热工分析和堆外的传热验证试验、流阻特性和结构稳定性验证试验,保证了辐照装置的设计能满足材料辐照任务的要求。     

中国实验快堆液封器性能实验研究

为验证中国实验快堆（CEFR）主容器液封器的安全性,设计建造了液封器研究实验装置。在该装置上进行了主容器液封器的超压保护动作实验、负压动作实验、超压动作后剩余压力实验及排气能力实验等研究。通过实验得到了主容器液封器的超压保护动作压力、负压动作压力、允许极限气流量及超压动作后进气管口剩余压力等重要性能参数。对实验现象和结果进行了分析研究,论证了主容器液封器性能实验结果应用于实际反应堆的可行性,为其在CEFR上的实际应用提供了可靠的依据。     

ITER过渡馈线辅助支撑结构设计及传热计算

过渡馈线系统是为ITER磁体系统提供能量、制冷剂、进行测量诊断等服务的子系统。本工作对过渡馈线直线段内部辅助支撑和S弯箱内部辅助支撑等进行了设计,并借助ANSYS有限元分析软件[JP2]对过渡馈线直线段内管由辅助支撑引起的传导热进行了分析。结果表明,辅助支撑结构的设计是合理的。     

中国实验快堆工程主工艺管系及设备三维校核设计

利用三维软件模拟设备及管系，在计算机上实现设备和管系的预安装，提前发现并解决中国实验快堆工程系统布置和安装过程中存在的问题。文章论述了三维校核设计的应用背景、技术方案、具体实现，给出了效果图例。     

六边形套管型燃料堆芯核设计专用程序试验验证

采用六边形套管型燃料堆芯（HCTFR）7个零功率物理试验方案的试验数据对核设计程序（CELL+CPLEV2）的计算精度进行工程验证。验证结果表明,7个临界试验方案的临界棒位有效增殖因子（k_eff）计算偏差均在±0.8%以内,与试验结果符合较好,控制棒价值和停堆深度计算偏差也都在可接受范围内,表明CELL+CPLEV2程序具有较高的计算精度和可靠性,可用于HCTFR的核设计。