New Mechanism for Enhancing Ash Removal Efficiency and Reducing Tritium Inventory

A new mechanism is suggested to suppress ash particle back streams in the divertor region of our fusion experimental breeder （FEB） reactor for enhancing the ash removal efficiency and reducing the tritium inventory by applications of the nonlinear effect of high power rf ponderomotive force potential which reflects the platereleased and re-ionized He^＋ back to the plate. Meanwhile, the potential does not hinder α particles, which are coming from scraping of the layer, flowing to the target plate. However, it does stop tritium ions flowing to the target. Based on the FEB design parameters, our calculations have shown that the ash removal efficiency can be improved by as much as 40% if the parallel component of rf field 150-200 V/cm is applied to the location at a perpendicular distance L = 20 cm apart from the plate and the plate-recycling neutral helium atom energy is＇ about 0.75eV, at the same time, the tritium inventory can be reduced to some extent.     

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”。     

An ingenious approach of determining hydrogen isotope solubilities, diffusivities and permeabilities in GWHER-1 stainless steel

In this paper, by using an ingenious method, the hydrogen isotope solubilities and diffusivities in GWHER-1 stainless steel have been determined by a vacuum heating degassing approach at the temperature range of 597-1022 K on a set of specimens with different sizes previously charged for 24 h under a hydrogen isotope pressure of 105 Pa in the temperature range of 800-1000 K. The permeabilities are then derived from the relation Φ = DKs. It is found D = 1.52 ×10^-6exp（-54100/RT）, Ks = 2.2×10^-exp（-5400/RT） and Φ = 3.3 ×10^-12exp（-59500/RT） for hydrogen, where Ks （Sieverts＇ constant） is given in Pa^-1/2, D in m2.s^-1.Pa^-1/2, T in K and R=8.31 J.mol^-1.K^-1. By taking isotope effects into account, the corresponding Arrhenius relations for deuterium and tritium are also deduced.     

聚变堆与聚变堆材料——D-^3He先进燃料靶惯性约束聚变的燃耗和增益

本文研究采用大功率激光束压缩球形均匀D-^3He先进燃料靶聚变，推导和计算了这种惯性约束聚变（ICF）的靶丸燃耗和增益，数值计算表明，只有在小火花内能和较高惯性约束参数HF近似下，对典型的堆系统效率参数，才有可能使D-^3He靶ICF系统有大的净能量输出。相反，在大火花内能和低HF近似下，D-^3He靶ICF系统几乎不可能得到净的能量输出，从而证明了快点火思维方法的科学依据。     

SWITRIM程序的研制和使用概况

第一个计算氚投料量在FEB聚变堆各个子系统中的分布及其随时间变化行为的数值模拟程序包SWITRIM研制成功。近5年来的使用情况表明其合理性得到国外同行的充分认可。取得了一些有创新性的成果。例如，我们在国际上首次指出聚变堆起动过程中的一种“氚坑深度和氚坑时间”新现象，它有些类似裂变堆中的“碘坑深度和碘坑时间”现象，但又是非常不同的问题。作者不但提出而且通过数值模拟解释了这种“氚坑深度和氚坑时间”新现象。以FEB设计为例子求解出FEB堆的氚坑深度为317g，氚坑时间为240d，氚储备子系统中低谷时间为起动后第10天。这意味着我们能预测聚变堆起动过程中的最少氚储备量是多少？氚储备子系统中何时是最少氚储备的时刻？实现氚的得失相当的有效运行时间要多长？     

冯开明先进燃料靶惯性约束聚变的燃耗和增益

计算了球形均匀冯开明先进燃料靶惯性约束聚变(ICF)的燃耗和增益。讨论了这种堆系统的能量平衡。设计了一种新型的由毛细管阵列组成具有抗辐射损伤、可自动更新的液悉金属锂自由表面多孔漫璧。用它取出聚变能。同时与D-T热核燃料靶系统的燃耗和增益及它们不同的堆工程特性作了比较。     

FEB聚变实验增殖堆氚投料量及氚回收的研究

运用三维ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ程序ＭＯＲＳＥ＿ＣＧＴ，计算了变实验增堆ＦＥＢ满功率运行１０ｄ后外侧包层各区中的氚浓度、运行１天后的内侧包层各区中的氚浓度及运行１ＦＰＹ后Ｂｅ球中的氚投料量，设计了ＦＥＢ堆现场氚的分布流程图。采用组合于燃料净化系统和低温分馏法从等离子体排出气体中回收氚，讨论了从液态锂中回收氚的几种方案用于ＦＥＢ的可行性。     

库仑对数的量子修正

对D-He^3聚变产生的高能带电粒子，它们在本底等离子体中热化初始阶段的能量损失速率或慢化时间的计算准确性直接影响到能量平衡和快离子压强的计算结果。研究表明，在描述聚变产生的高能尾部粒子初始热化阶段。最好使用较精确的库仑对数lnAi，它们的二体库仑碰撞坦子力学效应不能忽视。