储氚组件中氚依次渗透到相邻腔体的规律研究

考虑氚的时时和处处衰变,建立三腔体两隔片气路组件中隔片材料内部氚浓度控制方程,求解得到了渗透过隔片的瞬态氚量、中间腔体和右侧腔体中瞬态氚量和氚压力的高精度解析解.通过解析理论计算,认识了中间腔体和尾端腔体中瞬态氚压力随时间、储存温度和隔片厚度的变化规律,揭示出两个腔体中氚压力都具有最大单峰特性,且压力峰值出现时间几乎与隔片厚度无关等特性.研究结果为相关储氚装备的工程研制和使用提供了理论依据.

常用储氚材料及其应用

热核聚变是近年来最受瞩目的解决能源危机的途径之一,燃料氚的储存与运输是其技术中非常重要的一环。储氚材料相比液态,固态的氚,具有吸放便捷,成本低廉,安全稳定的优点,并且储氚浓度高于液态甚至固态氚,是目前最主要的储氚手段。文章从这些方面对目前使用最广泛的储氚材料U,V,ZrCo,Ti,Pd,LaNi进行了一定的分析,指出它们的优势和问题,最后简单讲述了储氚材料在氚技术中其他方面的应用。

改善ZrCo储氚合金抗歧化性能的研究综述:晶体结构、放氢热力学和歧化动力学

ZrCo合金由于优异的储氢性能以及安全特性,已被国际热核实验堆(ITER)研发团队选取为用于氢同位素快速储存与供给的重点备选材料。然而,由吸/放氢循环过程中发生的氢致歧化效应导致的储氢性能严重衰减,成为了ZrCo合金推广应用于氢同位素快速储存与供给的最大障碍。因此,改善ZrCo合金的抗氢致歧化性能对其广泛应用于氢同位素快速储存与供给领域具有重要意义。本文介绍了ZrCo合金的储氢性能和氢致歧化特性,综述了元素替代(掺杂元素部分替代Zr或Co)改善ZrCo合金抗歧化性能的研究进展,并指出进一步改善ZrCo合金抗歧化性能的必要性及可能的发展方向。

ZrCo/Ti储氚复合膜的制备及性能研究

利用磁控溅射成功制备了Ti/ZrCo/Ti、ZrCo/Ti/ZrCo/Ti多层复合薄膜,研究了复合薄膜的微观结构与贮氢性能,深入探讨了所制备复合膜作为氘氚中子发生器氚靶部件的应用可能性。结果表明,所制备的多层复合薄膜是由ZrCo相和Ti相组成,各膜层间的界面清晰可辨。相比ZrCo等单层薄膜,夹层Ti的引入不仅显著提升了复合薄膜的吸氢量,还使薄膜氢化物具有较高的稳定性。更可喜的是所制备ZrCo/Ti储氚复合膜未发生明显歧化反应。本工作所构建的ZrCo、Ti相互交替的多层复合膜结构,拓展了ZrCo合金的应用领域,可为高容量、高热稳定性新型复合膜氚靶材料的设计开发提供重要参考。

用于同位素电池的储能复合电极的可行性研究

借鉴太阳能电池Ti/Pd/Ag复合电极的设计方案,将其优化设计为Ti/Pd/Au复合电极并加载氚源,以此验证同位素源与换能器件整合的可行性。在N型单晶硅基体上制备电极,为研究氚在电极中的行为,用氘气模拟氚气对电极进行同位素加载,采用XRD、SEM和四探针研究复合电极的储氚性能、微结构、电学性能等的变化。结果表明:复合电极能吸附氘并生成TiD_x(x≤2),具备一定的储氚性能;在Ti与Si界面处出现了TiSi_2相,表明膜基间发生了合金化,这提高了复合电极与硅基体的结合强度,同时降低了接触电阻;10^(-4)Ω·cm量级的表面电阻率基本可满足对电极导电性能的要求。由此可见,Ti/Pd/Au复合电极应用于伏特效应同位素电池是可行的。

Zr-Co薄膜中的氦行为

Zr-Co是迄今为止研究较多、性能较好的储氚材料，材料中的氚会自发衰变生成3He．随着材料中。He的积累，氦会逐渐聚集成泡，这将对材料的储氚性能造成严重的破坏．温度和氦浓度将显著影响材料中氦的行为．本文采用4He模拟氚衰变生成的。He在材料中的行为，用磁控溅射的方法制备了不同氦含量的Zr-Co薄膜，并用卢瑟福背散射（RBS）方法分析薄膜的元素组成及厚度，弹性反冲探测（ERD）方法分析样品的氦含量及深度分布．分别采用恒温退火和动态热解析方法研究了4He在Zr-Co样品中的滞留和存在状态，并用X射线衍射（XRD）方法分析其微观结构．

＂Tritium Well Depth＂ and ＂Tritium Well Time＂

Somewhat similar to, but quite different from the xenon-135 poisoning effects resulted from fission produced iodine-135 via β-decay during restart-up process of a fission reactor, a complete new concept of ＂tritium well depth and tritium well time＂ is first time introduced in fusion research area by authors. It shows the least required amount of tritium storage is to start up a fusion reactor ,and the least operating time for achieving the ＂tritium break even＂ during the initial start-up phase due to the finite tritium breeding time. The tritium well depth and tritium well time depend on the tritium recovery scheme and extraction process, the tritium retention of reactor components,