中国氦冷固态试验增殖模块(CH HCSB BT-TBM)产氚优化

借助一维中子输运计算程序ONEDANT对ITER实验包层模块(TBM)设计的产氚问题进行了计算分析与优化设计,基于初始的模块结构设计,首先计算出不同材料区的产氚增值比和能量密度分布,改变不同材料区的氚增值材料后,进行中子学计算和分析,最后得到最佳的氚增殖材料分布和产氚分布等参数。     

氚钛靶中氚浓度的变化

为研究中子管内钛膜中氚浓度逐渐减少的行为,分别对中子管内钛膜的氘氚置换反应与高温释氚两种行为进行深入研究。对局部混合模型下的氘氚置换方程进行修正添加了氘氚扩散项,采用有限元分析软件对氘氚置换方程进行数值解分析,并与未修正的氘氚置换方程进行分析比较。同时通过高温释氚实验,对不同温度下的氚钛膜释氚量进行研究。结果表明:未修正与修正后的氘氚置换反应氚浓度都会随着氘束流注入逐渐减少,修正后的方程的平均氚浓度减少比较快,300 h后趋于稳定;未修正的平均氚浓度减少比较慢,200 h趋于稳定。高温释氚实验表明,氚钛膜温度升高会引起钛膜内的氚释放,温度高于180℃氚的释放会急剧增加。可见添加氘氚扩散项对钛膜中氚浓度影响很大,修正后氘氚置换方程更符合实际氚浓度分布;高温释氚也会影响钛膜中氚浓度,温度控制在180℃以内对氚浓度影响不明显。     

产生快中子的长寿命氚化钛靶

中子束诊断技术在先进制造业、炸药、走私吕检查、医疗和其它工业中都得到了广泛的应用。在轰击能量低的情况下，产生高通量快中子的最佳核反应是＾３Ｈ（ｄ，ｎ）＾４Ｈｅ，即ｄ－Ｔ反应。现在运用ｄ－Ｔ反应的中子发生器的寿命受轰击是氚气从靶上逐渐释出的限制。本文是一篇研究限制氚束粒子取代氚束粒子取代氚，从而防止氚气释放造成中子产额减少的工作进展报告。可以预计，利用固定在高氢热扩散率基片上，如铌基础上的薄氚钛靶，     

ITER第一壁、偏滤器靶板和壁的热负荷计算

ITER-FEAT是国际热核聚变实验堆设计,除了继续演示聚变物理和D-T燃烧的科学可行性外,更重要的是为了演示包层整体组合、氚增殖、氚回收、氚泄漏等工程问题。在设计包层时,需要进行中子学计算得到氚增殖率、辐射损伤率、活化放射性强度、磁体及其屏蔽厚度的计算、核加热产生率和冷却系统设计和安排的必要数据,而这一切都必须先知道第一壁和偏滤器靶板的中子壁负荷(即中子功率通量)和热负荷;为此作了必要的先行准备计算工作。     

一种新型井下中子发生器

比较了商品氚－钛靶玻璃中子管和自成靶陶瓷中子管的性能，介绍了自成靶陶瓷中子管井下中发生器电路的特点。该中子发生器与阿特拉斯公司的２７２７型Ｃ／Ｏ比测井仪对接成功，开始批量测井。     

聚变堆氦冷固态增殖包层中子学分析

聚变堆固态包层框架下,针对初步设计的聚变堆氦冷固态包层进行了中子学分析。选择增殖区的氚增殖剂和中子倍增剂分层分布方案,建立了20°对称D型轮胎环全堆计算模型,对聚变中子源分布离散化处理。借助M on te-C arlo粒子输运程序M CNP对聚变堆包层的氚增殖性能和核热功率进行了计算。结果表明,堆总体氚增殖率达到1.247,核热密度峰值在赤道包层模块,能够实现聚变堆运行的氚自持条件。     

T(d,n)~4He反应的中子能谱的测量和模拟计算

本文描述用飞行时间谱仪对T(d,n)~4He反应的α关联中子能谱和角分布的测量,以及介绍对这些中子能谱的蒙特卡罗模拟。在计算中考虑了氘在氚-钛靶的多次散射。对发射中子谱自寺和关联中子平均能量的计算结果分别与Pavlik等人的计算结果和我们的实验结果很好地符合。     

ITER中国固态TBM中子倍增剂和氚增殖剂布置优化

在国际热核实验堆(internationalthermonuclearexperimentreactor,ITER)中国氦冷固态实验包层模块(testblanketmodule,TBM)的初步设计的模型基础上,选择不同的中子增殖剂和氚增殖剂体积比,利用粒子输运程序MCNP(MonteCarloN-particletransportcode)对该TBM物理性能进行了研究。根据均匀混和模型的结果,在Be和Li4SiO4的体积比为2至6之间,氚增殖率最大可达1.20。因此,采用Be和Li4SiO4夹层布置,在几何上逼近最优体积比,选择前端Be和Li4SiO4体积比为2时,氚增殖率达到1.158,能够较好地满足聚变运行的氚自持条件。     

聚变-裂变增殖堆包层的初步中子学设计

 基于国际热核实验堆ITER的堆芯参数和套管结构,对聚变-裂变增殖堆包层的进行了初步中子学设计。基于国际热核实验堆的堆芯参数提出了采用套管结构,以天然金属铀为燃料和硅酸锂为氚增殖剂的快裂变-增殖堆包层的初步中子学设计设计方案。使用FENDL 2.1核数据库及MCNP程序自带的核数据库,用MCNP程序对套管结构快裂变-增殖堆包层进行一维的方案筛选及三维中子学的计算分析。计算分析包层内的一维功率密度分布、产氚率、钚增殖率分布,通过优化设计分析给出合理的包层设计方案,并计算氚增殖率TBR、能量放大倍数M、有效增值系数k_eff、裂变增殖比等参数。     

靶钛膜处理对氘-氘及氘-氚中子管性能的影响

利用氘和氚充气真空系统和镀靶系统制备了不同靶膜厚度和充气量的系列中子管,其充气系统极限真空达到了1.5×10-6 Pa.利用微调阀可精确控制每次进入系统的氘和氚气体量.通过改变钛丝量和加热电流来控制靶膜厚度,采用3He中子监测仪监测系列中子管的产额、稳定性及老练特性.探讨了靶膜的多次处理对于中子管的老练、稳定性等指标的影响,为提高中子管性能提供了参考.