聚变堆增殖包层概念特征比较研究

在广泛调研国际上现有的聚变堆包层概念的基础上,对聚变堆包层的发展现状和需要解决的关键问题进行了总结。从工程可行性、氚增殖提取与控制特征、经济性以及安全和环境影响方面对固态和液态氚增殖剂包层进行了比较分析,系统阐述了各种包层概念的优缺点,从现实可行性与发展潜力方面为未来聚变堆包层概念发展提出建议。

聚变发电反应堆概念设计研究

在广泛分析聚变能相关领域研究发展状况和国际热核聚变实验堆(ITER)物理与技术基础上,提出了一个考虑了技术可行性的聚变发电反应堆概念(称之为FDS Ⅱ)。这个概念具有ITER参数适量外推的等离子体物理与技术水平的聚变堆芯和具有发展潜力的液态锂铅氚增殖包层,在对这个概念进行中子学、热工水力学、力学、安全与环境影响和经济学等一系列计算分析的基础上,给出了初步的概念设计和进一步设计优化的共性原则。

液态锂铅与阻氚涂层材料相容性的研究进展

在聚变堆液态锂铅包层设计中,结构材料表面需覆盖一层阻氚涂层。涂层一般需要兼顾两方面功能:(1)高阻氢渗透因子,能够稳定地抑制氢渗透以维持反应堆的氚安全;(2)较高的耐腐蚀性能,以保证结构材料的结构完整性及热力学性能稳定性。阻氚涂层与锂铅直接接触会发生腐蚀,产生缺陷(如腐蚀坑等),影响涂层结构稳定性和阻氢渗透效率,进而直接影响涂层的服役寿命。本文重点综述了液态锂铅与阻氚涂层的相容性以及液态锂铅腐蚀对阻氚涂层阻氢性能影响的相关研究进展。已有的研究显示,Cr_(2)O_(3)-Er_(2)O_(3)-ZrO_(2)涂层、铝基涂层等在静止液态锂铅环境中均展现了良好的相容性和稳定的阻氢性能。本文还指出了目前相关研究存在的共性问题及未来可能的研究发展趋势。相关领域还需进行更为全面、系统的研究,为未来聚变增殖包层中阻氚涂层的服役寿命评估提供支撑。