球形压力容器钢壁中氚和氦-3的浓度变化规律研究

随着时间延长,贮存在压力容器中的氚含量不断减少,减少量的一部分衰变产生氦-3,另一部分扩散到容器壁中.扩散到容器壁中的氚又一部分衰变产生氦-3,另一部分在壁中继续扩散直至渗透到容器外.在容器壁中的氚和氦-3会引起材料力学性能变化,从而导致容器承载能力改变.同时考虑容器内部和容器壁中氚的衰变和扩散,建立求解贮氚容器壁中氚和氦-3浓度的解析理论模型,导出了氚和氦-3浓度的理论公式.通过解析计算给出了器壁中氚和氦-3浓度的时空变化曲线和规律,提出了氦-3浓度的2倍定律,即处于开放空间的贮氚球形高压容器,器壁中氦-3的浓度呈内高外低的分布,时间越长,浓度沿径向的梯度越大,在时间足够长时,各处浓度逼近时间无限长时的最终值,也就是最大值,内表面处的最大值是该处氚初始时刻浓度的2倍.