氘氚化锂分解残渣中微量氚的回收

氘作同位素交换气对除氚后的新鲜氘氚化锂残渣[主要成分是硅锂化合物和二氧化硅，渣中含氚约为0．9443mg／g(渣)]中的微量氚进行氚的计量与回收，为氘氚化锂残渣中氚的回收提供技术支持。     

高性能自持燃烧的氘氚等离子体

在等离子体密度分布一定的情况下，从电子、离子的能量输运方程出发，对常规剪切和中心负剪切位形下高性能自持燃烧的氘氚等离子体进行了研究.常规剪切下采用与能量约束改善因子H有关的Bohm热传导系数，中心负剪切下采用一个与磁剪切有关的Bohm-gyro-Bohm混合型的热传导系数，并考虑了α粒子反常扩散和动态反馈加热对氘氚自持燃烧的影响.研究结果表明，常规剪切下当H≥3时，才有较大的能量输出，当H接近4时无须动态反馈加热氘氚就能获得自持燃烧；在中心负剪切位形下，等离子体的运行性能更高，有更高的能量输出，一旦氘氚达 关键词： 高性能等离子体 氘氚自持燃烧 中心负剪切     

混合物质高压状态方程的计算

 介绍了在温度相同的条件下,混合物中各组元通过密度-压强迭代法,达到温度和压强平衡,再结合叠加原理,编程计算出混合物质状态方程。为验证该程序,对氘氚与氩按不同比例混合时的状态参量进行了分析。当氘氚中含少量氩时,计算得到的状态方程与纯氘氚符合较好;同样地,氩中含少量氘氚时的状态方程也与纯氩的很接近。这说明该程序是可行的。     

托卡马克氘氚聚变堆中氚的二倍频ICRF加热物理分析

本文从准线性理论出发，导出了ＩＣＲＦ二倍频加热时对磁面平均的吸收功率密度的近似解析表达式，并指出了这一近似的适用范围。采用冷等离子体近似计算波的色散关系，利用ＥＰＰＡＣ程序求解二维时间相关Ｆｏｋｋｅｒ－Ｐｌａｎｃｋ方程，分析了氚的二倍频加热。对于典型的氘氚聚变反应堆参数，计算了等离子体各组分温度随时间的变化及氚的分布函数随时间的演化，并分析了氚的非麦氏分布及相关的氘氚聚变反应率。结果表明，对于反应堆规模的等离子体来说，ＩＣＲＦ加热只在温度不太高时才导致明显的非麦氏分布及氘氚聚变反应率提高；在等离子体温度提高到约１０ｋｅＶ后，反应率不再有明显的提高     

激光聚变靶中氘氚燃料的测量

用Si(Li)-S85低能X-射线谱仪系统测量简单爆推靶中氘氚燃料的含量。用内充气正比计数装置刻度了此谱仪系统的探测效率。其效率与玻璃球成份和壁厚有关。本系统的效率为10~5量级。根据氚含量及燃料的D/T比值,推算出靶内含氘量及氘氚燃料的总气压,并与气泡法测得的总气压进行了比较。最后对实验结果进行分析和讨论。     

新型无油、小体积微球高压充氘氚系统的研制

根据国内激光惯性约束聚变研究对氘氚微球靶的更高要求，新研制了一套能制备15．0MPa氘氚玻璃微球靶系统，结构见图1。     

氘氚冰籽晶的形核行为

为了实现激光约束核聚变(ICF)的自持聚变目标,对靶壳内氘氚冰的质量提出了极其苛刻的要求,冰层内表面和靶壳的同心度要求大于99.9%,冰层内表面均方根粗糙度(RMS)优于1μm.高质量的冷冻氘氚靶建立在靶壳内高质量氘氚冰层的前提之上.单晶是冰层的最好形态,在靶壳内获得氘氚冰籽晶是基础条件.本文通过采用逐渐降低升温速率的台阶控温方法,开展了充气微管内保留籽晶的研究,揭示了充气微管内保留籽晶的形核机理,实验结果表明,利用充气管口可保留稳定、单一的籽晶,在相同的过冷度下,当氘氚籽晶c轴方向与充气管轴向平行时,生长速度较c轴垂直于充气管轴向时的速度慢约1—2个量级,为获得高质量的籽晶从而形成高质量的氘氚冰提供了参考和支撑.     

Pt-PTFE疏水催化剂净化含氚空气中的氚

为对含氚空气中的氚进行净化处理，研制了Pt-PTFE疏水催化剂，并采用一套实验流程对该催化剂对氘的催化氧化效果进行考察研究。     

混合堆FEB—E粒子抽除和氘氚回收系统的概要设计

实验混合堆FEB依靠偏滤器排出粒子及其携带的能量。排出的粒子包括聚变反应产物α粒子、等离子体表面相互作用产物杂质以及没能产生聚变反应的氘氚燃料粒子等。FEB－E粒子抽除和燃料回收循环系统的任务是抽除上述氦灰、杂质以及大量的没能产生聚变反应的氘氚燃料粒子等燃烧废气,以能实现有效的堆芯等离子体纯度控制和密度控制;同时将排出废气中没能产生聚变反应的氘氚燃料粒子分离、纯化和回收,即实现氘氚工艺处理。     

氘氚燃烧等离子体的热不稳定性计算

由于氘氚反应率与离子温度有很强的依赖关系，氘氚燃烧等离子体是热不稳定的。讨论了描述稳态氘氚燃烧等离子体功率平衡方程的非线性特征。利用打靶方法，可以求得态温度分布和关于温度微扰方程的本征值。可是，由上述方法得出的平衡解会与随时间变化方程在ｔ→∞时的解不一致，这是一类未解决非线性数学问题的一个典型例子。     

高压氘氚靶球的制备与拉曼光谱研究

氢同位素的定量分析与监测在能源与环境领域都有着重要的意义。激光拉曼光谱由于其可以无损分析氢同位素分子,已经成为一种重要的方法,在国际热核聚变实验反应堆(ITER)和美国萨凡纳河工厂得到了广泛应用。利用高压充气装置得到了惯性约束聚变(ICF)高压靶丸,并对靶丸内气体进行原位拉曼光谱测量,通过对高压下氘氚混合气体的拉曼光谱进行分析得到了靶丸内气体的成分比例,验证了靶丸充气工艺参数。实验表明,在CCD的积分时间延长到1 min时,氘(DD),氘氚(DT)和氚(TT)的测量精度可以达到1%,同时对不同时刻靶丸内气体组分的拉曼光谱进行测量,实验结果表明在氘氚渗透和氚衰变两者共同作用下,靶丸内总气体压力随时间不断下降,但是气体组成基本不发生变化。     

钛（锆、铀）-氢体系氢同位素效应

钛和锆是两种性能优良的贮氢材料,在氚工艺中常作为膜材料贮存氚气或氘氚混合气,而铀通常作为氘氚原料气的气源材料使用,因此,这几种金属材料与氢作用时的同位素效应对产品性能将有很大的影响,有必要进行深入研究。     

ICF中子产额测量中统计涨落分析及计算

 塑料闪烁探测器通常用来测量氘氘、氘氚聚变中子产额。中子在闪烁体中产生的质子数的统计涨落及质子在闪烁体中沉积能量的统计涨落为测量结果引入了两项不确定度分量。以氘氚聚变中子为例,分析了这两种统计涨落的概率密度函数的计算方法,该计算方法也适用于其它能量的单能快中子和塑料闪烁体作用的相应计算。     

ICF靶丸内燃料的气液两相组分组成分析

 在质量守恒的基础上，运用拉乌尔定律和道尔顿分压定律,对以摩尔分数比为3∶3∶4比例充入到ICF靶丸内的氘气、氚气和氘化氚三元系的热核燃料，在工作温度为22，24，26，28和30 K下处于相平衡时气液两相的组分组成进行了分析讨论。结果显示:工作温度为22 K时，随着充气压强从1 MPa增大到5 MPa，液层中氘气的摩尔分数从0.251增大到0.290，氚气的摩尔分数从0.350减小到0.310；气泡中氘气的摩尔分数从0.322增大到0.365，氚气的摩尔分数从0.278减小到0.241。充气压强为5 MPa时，随着工作温度从22 K提高到30 K，液层中氘气摩尔分数从0.290减小到0.261，氚气的摩尔分数从0.309增大到0.341；气泡中氘气的摩尔分数从0.365减小到0.302，氚气的摩尔分数从0.241增大到0.298。     

低能氘-氘、氘-氚反应截面测量

采用无窗气体靶技术测量了15—150keV的氘-氘以及13.8—114.3keV的氘-氚反应截面, 误差≤±5.1%. 实验是分别在50kV、150kV、300kV三台倍加器上进行的. 测量分绝对微分截面与相对微分截面测量两步进行. 在完成测量数据的实验过程中, 相应地发展了氚操作技术与加速氚、束流热测法(量热器)以及对气体的压力、温度、纯度绝对值测量等方面的技术.     

利用整形激光脉冲压缩薄膜靶得到中子源

研究了整形激光脉冲对冰冻氘氚靶的压缩。通过数值分析,发现利用分步激光产生的系列激波压缩氘氚靶可以获得较高密度和较低温度的等离子体靶。初始激光强度的选取将影响到压缩后的等离子体密度,继而影响到产生中子的数量。通过调节初始激光强度可以使压缩后的氘氚靶温度处在反应率比较高的范围内,从而得到优化结果。当初始归一化激光振幅为0.5,最终为32时,压缩后的氘氚靶密度可达到18416倍的临界密度,温度达到16 keV,每焦耳入射激光能量可得到109个中子,这个中子产额比现有其他方法所得到的中子产额大4个数量级。     

聚变堆氚系统设计中的一些重要问题研究(Ⅱ)

在文献[1]中,计算了FEB-E 聚变堆PFC 材料内的氚滞留量、堆系统总的氚投料量、启动运行开始阶段的氚坑深度和氚坑时间大小。这里将讨论在ITER 的TBM 氚增殖包层内固体氚增殖剂中的氚如何高效率地被载氚气体带出并且以高效率地提取回收。本部分将进行创新的探索性研究并且提出某些减少氚滞留量和改善氚提取回收效率的新方案,例如：基于氘饱和的海绵效应;第一壁表面建立氘和铍的伴同沉积层;基于在低频外电场作用下载氚气分子和硅酸锂颗粒电极化旋转催化同位素交换速率的增强载氚气提取氚效率“SPB 方法”。     

LaNi4．25Al0．75合金吸放氚性能

在真空系统中对熔融法制备的LaNi4.25Al0.75合金的氘活化特性、吸放氚p-C-T曲线和不同温度下的吸放氚速率，以及材料吸附氚气与解析氚气的纯度进行了研究，以考核该合金氚操作与贮存性能。     

ICF靶丸中液氢层厚度的确定

 利用靶丸内部的质量守恒，提出了计算惯性约束聚变靶丸内液氢层厚度的函数关系式，从而得到了求解惯性约束聚变靶丸内液氢层厚度的一般模型，并在此基础上对影响液氢层厚度的各类因素如温度、充气密度等进行了讨论。该模型的分析方法同样适用于惯性约束聚变中的燃料气体氘、氚或者氘氚混合物。     

冷冻靶校准误差和烧蚀层粗糙度对氘氚层均匀性的影响

 理论分析了氘氚层外表面的温差与其粗糙度间的关系;以法国兆焦激光装置LMJ为原型,利用计算流体力学程序Fluent,分别模拟了靶丸轴向偏离黑腔中心不同尺度和烧蚀层存在不同大小的非均匀厚度对氘氚层温度分布的影响,求得了这两种误差引起氘氚层厚度的非均匀度。结果表明：为了满足点火靶的要求,靶丸轴向偏离腔体中心的尺度须在8.5 μm内,烧蚀层轴向粗糙度则应控制在0.72 μm内。