固态氚增殖包层中球床堆积性能研究

基于球床堆积实验和离散元数值模拟对包层中球床的堆积性能做了初步研究。圆柱形一元(单尺寸颗粒)球床的堆积性能的结果显示随着球床直径与颗粒直径比的增大,球床的平均堆积因子逐渐增高,实验与模拟结果一致;采用二元颗粒(双尺寸颗粒)、提高颗粒粒度比可以显著提高球床的堆积因子,二元球床的堆积因子随着大颗粒体积分数的增加先增加后减小,在大颗粒体积分数约为60%~80%时达到最大。优化了二元球床的填充工艺,最终二元球床的堆积因子基本达到0.8,但球床的均匀性欠佳。     

中国超导聚变工程实验堆氦冷固态包层中子学设计分析

根据中国聚变工程实验堆(CFETR)设计要求,参考氦冷固态包层实验包层模块(HCCB TBM)的设计经验,完成了CFETR固态包层的中子学设计分析,并评估了中平面位置可开窗口的最大面积。设计分析结果表明,基于增殖单元的固态包层中子学设计方案的氚增殖比(TBR)达到了1.243,满足CFTER氚自持设计要求;中平面可以开出的辅助窗口的最大面积为11.43m2。     

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用三维蒙特卡罗中子-光子输运程序MCNP和放射性计算程序FDKR,对中国ITER氦冷固态试验包层模块(CH HCSB TBM)进行了初步的三维活化分析。计算结果表明：TBM设计中活化产物的放射性、余热和潜在生物危害因子(BHP)主要来自结构材料;在500MW聚变功率下辐照0.53年,停堆时CH HCSB TBM的总放射性、余热和BHP分别为1.182×1017Bq、2.463×10-2MW和5.651×103km3.kW-1。在计算时,通过自动接口程序,实现了MCNP与FDKR之间的自动连接及数据处理。     

中国ITER氦冷固态实验包层模块电磁安全分析

在中国ITER固态增殖实验包层模块(CH HCSB-TBM)的最新优化设计基础上,应用ANSYS参数化设计语言编程方法,对ITER实验包层模块(TBM)的电磁安全特性进行了计算分析.计算结果表明:HCSB-TBM最新优化结构设计的电磁安全特性符合设计要求.     

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在ITER试验包层模块HC-SB TBM结构设计和热工计算分析的基础上,对包层模块中的重要部件第一壁做了优化分析。利用有限元分析软件ANSYS的可编程命令流模式,对HC-SB TBM第一壁前壁进行了温度和应力的数值模拟,在满足结构材料的许用温度和应力的前提下,给出了第一壁前壁的最佳设计方案。     

金属丝阵列Z箍缩装置中R—T不稳定性初步研究

近年来,对金属丝阵列Z箍缩的研究引起了Z箍缩物理界的极大兴趣。在这种位形中,能产生高密度和高温度的等离子体,甚至可能达到聚变条件。然而,等离子体内爆（Implosion)却受到R－T不稳定性的严重影响,因为等离子体受到无质量流体磁场的加速。Z箍缩内爆的效率主要取决于内爆的对称性和均匀性。但是,各种增加负载轴向极向对称性的尝试用于减弱Reighlay-Taylor(R-T)不稳定性,只能起到部分作用,不能使之达到高能量内爆。为了研究这种位形的不稳定性,英国帝国理工学院研究了MAGPIE装置的不稳定性,M.G.Hainese提出了一种直观的研究模型,把金属丝阵列Z箍缩的发展过程分为4个阶段,然后在每一个阶段推出其方程,最后对R－T不稳定性进行了定量分析。然而,却没有提出抑制或减弱R－T不稳定性,目前提出了几种方法,主要是：负载在轴向和极向高度对称;添加剪切轴流或剪切磁场以减弱R－T不稳定性的增长或饱和模的形成;反常粘滞效应推迟R－T不稳定性达到饱和,从而有效利用不稳定性为超强X射线功率输出服务。这些方法中有些得到了一定的发展,有的才开始进行研究。     

球环型产氚聚变堆中子学分析

对球环型产氚聚变堆概念设计中的中子学设计进行了计算分析。此设计利用了球形环的先进等离子体物理性能和紧凑的结构特征,并尽量利用真空室内的空间安置氚生产包层以减少氚泄漏而提高氚增殖率,达到年产氚量1kg的目标。2D中子学计算得到的氚增殖率高于1．68的设计是其它类似设计没有达到的,进一步体现出球环型产氚聚变堆的先进性。     

FEB-E脱靶等离子体偏滤器的数值模拟

为了提高ＦＥＢ－Ｅ偏滤器的杂质控制和增加ＦＥＢ－Ｅ偏滤器处离子与中性气体的相互作用,用喷 气和杂质注入的方法设计了动态气全靶偏滤器。高约束Ｈ模拟态下的脱靶等离子体沿删削层（ＳＯＬ）磁力线有大的辐射功率份额（５０％￣８０％）和大的等离子体压力下降（９０％）。偏滤器上等离子体压降系数用ＳＯＬ的两点输运模型和辐射模型估算。结果显示,压降系数不仅与辐射功率份额有关,而且与ＳＯＬ驻点密度紧密相连。     

工业化生产CLF-1钢轧板力学性能差异研究

采用成分分析、金相显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等分析测试方法,综合化学成分、显微组织和析出相等对工业化生产CLF-1钢轧板力学性能差异原因进行分析研究。研究结果表明,两种轧板主要化学元素含量相差较小并符合技术要求值;10mm轧板晶粒尺寸较35mm轧板偏小,两种轧板马氏体板条宽度分别为200~350nm、600~800nm,析出物体积分数分别为2.56%、1.98%。两种轧板原奥氏体晶粒尺寸、马氏体板条宽度、析出物体积分数和尺寸的差异是造成其力学性能差异较大的主要原因,而这些差异可能是由锻压和热轧变形量不同,热处理工艺参数不同所造成的。因此,在CLF-1钢轧板的工业化生产过程中必须保证不同厚度板材锻压和轧制的总变形量一致,并且严格控制热处理工艺参数。     

球形环托卡马克堆嬗变中子学设计

高放废物的安全处置已经成为制约裂变能健康发展的关键问题之一，越来越受到国际社会的普遍关注。聚变．裂变混合堆可以用于增殖核燃料和嬗变处置来自裂变电站乏燃料中的长寿命放射性核废物。本文以球形环托卡马克ST作业驱动器，研究了嬗变处置高放废物HLW的物理可行性。