FEB—E氚泄漏分析

由于氚本身非常昂贵而且氚的泄漏将造成环境污染，因此氚的控制对D－T加料的聚变堆来说是非常重要的问题。通常规定聚变堆环境周围总的氚泄漏率应＜3．7×10^11Bq·d^-1。在聚变实验增殖堆FEB－E设计中采用高压氦气冷却，液态锂作氚增殖剂，因而氚与增殖材料之间具有强的化学亲合力。在正常工作条件下，即温度低于680℃，由于氚的气相分压强很低，氚渗透泄漏几乎可以忽略不计，所以从包层泄漏极少。但是由于FEB－E氚燃耗率太低（2.08%)，因而氚的通过量较大，氚泄漏主要发生在以下过程：从等离子体抽出气体的氚处理系统中（氢同位素低温分馏系统）漏失；氚从第一壁、偏滤器靶板渗透到氦气冷却剂，再由冷却剂工作流质的漏失导致氚的泄漏；氚植入和渗透到第一壁和偏滤器靶板材料及冷却剂管道内，再由这些部件的材料损坏、更换和报废过程中引起的氚漏失；从液态锂中提取氚的过程中氚增殖剂本身的直接损失引起的氚漏失；从等离子体加料系统（弹丸制作过程）的氚漏失。本文运用SWITRIM编码和Sieverts'定律，从氚在液态锂中的浓度以及溶解率常数随温度的变化关系中得到液态锂中氚的分压、再由氚压强的平方根（或一次幂）差定律计算氚向氦冷却剂中的泄漏，再假设一定的工作流失损失率，对FEB－E氚系统的氚泄漏进行分析，为环境安全评估提供必要的数据。在事故状态下的氚泄漏主要考虑当包层温度失控时氚从液态锂中析出向冷却剂渗透，再由于冷却剂工作流质的漏失导致氚的泄漏。