Neutronic Comparison of Tritium－Breeding Performance of Candidate Tritium－Breeding Materials

Tritium self-sustainment, which will meet the fuel requirement of fusion reactor, is one of the key issues of fusion power development. The tritium breeding performances of various tritium-breeding materials are compared based on a series of neutronics calculations using three-dimensional Monte Carlo neutron-photon transport code MCNP/4C with the IAEA FENDL-2 data library. The effects of the dimensions of the tritium-breeding zone and the enrichment of 6Li on Tritium Breeding Ratio (TBR) are analyzed. The effects of Be as a neutron multiplier on TBR are also calculated.     

产氚聚变堆概念设计系统研究

提出了基于球环类型的先进氚生产堆概念设计,它是聚变能发展的中间应用。与传统托卡马克氚生产堆不同,设计中利用了球形环的先进等离子体物理性能和紧凑的结构特征,并尽量利用真空室内的空间安置氚生产包层以减少氚泄露而增加氚增殖率,达到年生产氚1000 g的目标,相应的堆利用因子为40％。在2D中子学计算的基础上提出了较为完整的初步概念设计。逐项进行了分析,同时对设计的风险、不确定性和后备方案也做了概括的解释。为下一步更详细、具体的概念设计提供了直接的依据和重要的参考价值。     

LaNi3.70Al0.75Mn0.55合金吸氚特性

通过分析LaNi_3.70Al_0.75Mn_0.55合金材料在室温下定容吸氚压力随时间的变化规律,研究LaNi_3.70Al_0.75Mn_0.55合金吸氚的反应机制。结果表明,氚压力在材料吸氚初始阶段下降迅速,在15s内吸氚T/M比(每克金属吸氚量)可达到1.5std.cm³/g,吸氚速率最快能达到0.28std.cm3·g^-1·s^-1,最大吸氚速率发生在α+β相区。氚在合金表面的解离和化学吸附为吸氚初期的控速步骤。当T/M>15 std.cm3/g时,反应产生β相变,形成氚化物,形核长大为吸氚过程控速步骤。     

固态氚增值剂陶瓷微球制备工艺研究进展

根据聚变反应堆的结构设计,在基于核聚变反应的DEMO包层、ITER-DB包层和TBM包层都将需要约100吨的固态氚增殖陶瓷微球。在众多锂基陶瓷中,Li_4SiO_4和Li_2TiO_3陶瓷微球被认为是最有潜力的固态氚增殖剂。目前,国内外Li_4SiO_4和Li_2TiO_3微球的制备工艺已日趋成熟,如熔融法,湿法,机械滚动法等。但是,这些制备工艺绝大多数都还局限于实验室水平(公斤级),能同时满足微球综合性能好、易于扩大批量化且经济的制备工艺却较少。针对未来聚变堆包层对氚增殖陶瓷微球的巨大需求,本文从经济、环保、产量、生产效率、性能指标等方面全面评价了国内Li_4SiO_4和Li_2TiO_3固态氚增值剂陶瓷微球制备工艺的优缺点。同时,综述了目前国际上新型氚增殖陶瓷微球的研究现状。     

Fe-Al/Al2O3阻氚涂层热处理条件对HR-2不锈钢力学性能影响

采用室温力学拉伸试验、显微硬度测试、X射线衍射及组织观察等方法研究了"室温熔盐电镀铝+热处理+选择性氧化"工艺路线制备Fe-Al/Al2 O3阻氚涂层热处理过程对HR-2奥氏体不锈钢力学性能及显微组织的影响.结果表明:经热处理后的HR-2不锈钢仍然保持奥氏体组织;980℃热处理180 min时抗拉强度为580.48 M...     

利用氚估算太行山前地下水更新速率

了解太行山前平原地下水更新速率对于地下水资源可持续开发是至关重要的.本文旨在利用氚估算石家庄地区潜水含水层中地下水的更新速率,进而讨论山前平原沿流动途径地下水更新速率的变化.结果表明,地下水平均更新速率随水位埋深增加和距滹沱河距离的增加而减小,冲积扇顶部地下水的平均更新速率为5%-33%a-1,沿水流方向至石家庄市区,地下水更新速率减小到3%-12%a-1,石家庄地下水降落漏斗区平均更新速率为1%-5%a-1.如果以地下水更新速率序列的中位数代表整个研究区的平均更新速率,那么可以估算出该区的平均补给强度为242mm/a.     

基于固体聚合物膜电解槽的新型水中氚电解浓集仪研制

目前环境中大部分水体氚(3H)活度浓度水平已低于常用的液体闪烁测量方法的探测限,为准确测量氚的活度浓度,需要对样品中的氚进行浓集。广东省环境辐射监测中心通过分析氚在电解浓集过程中的影响因素,在关键部件的设计与研究基础上,研制出一款基于固体聚合物膜(Solid Polymer Electrolyte,SPE)电解槽的新型水中氚电解浓集仪,并对其综合性能进行了一系列测试实验,700 mL的水样经过浓集后测量,氚的探测限可降至0.09 Bq?L-1,比浓集前降低了10倍以上,提高了低水平氚的测量能力。该浓集仪可用于环保、地质水文、海洋、卫生、核电等领域。     

氚靶片核素组成对氘氚中子源强的影响

氘氚中子源通过氘离子束轰击氚靶片引发氘氚聚变反应,产生14.1 MeV高能中子。高能中子调控后亦可产生宽能谱中子场,是先进核能及核技术交叉应用研究的重要实验平台。作为中子源的核心部件,氚靶片由靶片基底和储氚薄膜组成,其中储氚薄膜的核素组成会影响氚原子密度与入射氘离子射程,最终直接关系到中子源强的高低。本文基于MATLAB和SRIM软件建立氘氚中子源强计算模型,对比计算了不同新型储氢金属材料组成的储氚薄膜(TiT_2、MgT_2、Mg_2NiT_4、VT_2、LiBT_4和LaNi_5T_6)和不同氘离子能量对中子源强的影响。计算结果表明,在同等束流条件下,MgT_2的中子源强相比TiT_2可提高30%以上,且制备工艺较为成熟,是氘氚中子源的优秀储氚薄膜材料。     

中国氦冷固态增殖剂实验包层系统氚输运初步分析

氚输运分析是开展中国氦冷固态增殖剂实验包层系统安全分析及未来聚变堆氚自持运行的重要研究内容之一。基于氚输运理论和固态增殖剂包层系统设计,利用FDS凤麟核能团队开发的聚变系统氚分析程序TAS,构建了固态增殖剂包层系统氚输运分析系统动力学模型。该模型氚输运结果与文献报道的吻合得很好,误差小于6%,验证了模型的正确性。针对中国氦冷固态增殖剂实验包层系统氚输运问题进行了两种计算方法(稳态、脉冲模式)的初步分析,获得了氚提取系统、氦气冷却系统回路氚分压,实验包层模块冷却流道、窗口室内氚提取系统和氦气冷却系统回路材料中氚滞留量,窗口室内氚提取系统和氦气冷却系统回路氚日渗透量等数据。最终对比结果显示,脉冲模式分析方法能够实时地跟踪源项的快速变化,更符合中国氦冷固态增殖剂实验包层系统实际运行情况。窗口室内氦气冷却系统回路材料中氚滞留量占到日产氚量的31.3%,因此需要在这些氚滞留损失严重的部位考虑适当的阻氚措施。