中国系列液态锂铅实验回路设计与研发进展

锂铅实验回路是聚变堆液态锂铅包层关键技术研究必备实验平台之一.结合液态金属锂铅包层技术发展战略建议,FDS团队多年来不断开展液态锂铅实验回路技术研究,设计并建造了具有自主知识产权和具有不同功能参数的DRAGON系列锂铅实验回路.本文阐述了中国锂铅实验回路的发展路线建议,系统介绍了目前各实验回路的设计原则、结构特点、功能和相关实验研究进展等情况.     

毛细管法测定99Tc在压实皂土中的吸附分配系数和表观扩散系数

利用毛细管法研究了温度和皂土密度对^99TcO4^-在压实皂土中的吸附分配系数和表观扩散系数的影响,实验结果符合Fick’s定律。研究结果表明,^99TcO4^-在压实皂土中的吸附分配系数和表观扩散系数随温度升高而增加,随皂土密度的增加而减小。温度和皂土的密度(皂土柱的空隙率)对放射性核素的吸附和迁移起着重要作用。     

超声波清洗对石英砂粒度和白度影响的研究

利用超声波仪在不同的条件下对凤阳县不同粒度湿法石英砂进行清洗,结果显示所有石英砂的粒度减小、白度增加,其中粒度和白度改变最大的是80～100目石英砂.在清洗过程中,超声波的频率和功率、草酸浓度、石英砂的粒度、清洗时间、清洗温度、搅拌器转速等参数对石英砂的粒度和白度都会产生影响,其中超声波的频率和草酸浓度对试验结果影响最大.利用扫描电子显微镜对清洗前后石英砂的形貌进行了观察和分析,结果显示清洗后的石英砂表面吸附的杂质颗粒比清洗前明显减少,有裂痕的石英砂颗粒都被粉碎,清洗后的石英砂表面出现了“微坑”,说明超声波清洗对石英砂有粉碎作用,从而使石英砂的粒度和白度发生变化,试验数据显示,在超声波频率(20～40 kHz)和功率(180～300 W)一定的条件下,超声波使石英砂粒度减小1.15％-5.69％,白度增加2.01％～6.98％.     

中国液态锂铅包层材料研究进展

液态锂铅包层是国际上普遍关注和最有发展潜力的聚变堆包层概念设计之一,而包层材料是液态锂铅包层的核心问题之一.目前,液态锂铅包层普遍选用低活化铁素体/马氏体钢(RAFM钢)作为结构材料,液态锂铅作为中子倍增剂及氚增殖剂.另外,部分设计采用了耐高温、电绝缘流道插件作为功能材料,以降低磁流体动力学效应及提高冷却剂出口温度(高于700℃).为适应液态包层的发展需求,中国科学院等离子体物理研究所FDS团队联合国内外相关研究单位,进行了具有中国自主知识产权的中国低活化马氏体钢(CLAM钢)及液态锂铅包层功能材料研发,并开展了锂铅热对流及强迫对流回路的设计、研制及腐蚀实验研究,以研究液态金属锂铅的流动特性及其与结构和功能材料的相容性.同时建立了聚变堆材料数据库平台,为促进中国聚变堆液态包层及材料技术的研究和发展提供数据支持.     

构建化学专业建设与区域经济紧密结合的机制

如何将专业建设与区域经济有效结合是一长久的实践性课题,课题组在积极探索化学专业建设与区域经济转型发展的互动效应过程中,构建了化学专业建设与区域经济快速发展"五结合"的实践,不仅凸显了专业特色,凝练了专业方向,而且提高了人才培养的实效性、实用性和时效性,促进了高校与企业的协同创新和合作双赢。     

聚变驱动次临界堆双冷嬗变包层结构设计与分析

给出聚变驱动次临界堆液态金属LiPb/He气双冷嬗变包层参考结构概念,采用了低活化铁素体/马氏体RAFM钢(如CLAM)作为结构材料、简单液态金属流道、两个独立氦气冷却系统以及燃料球/颗粒等设计方案。重点分析了嬗变包层第一壁、重金属区与裂变产物嬗变区的结构设计特点。     

中国低活化马氏体钢CLAM在液态锂铅中腐蚀的初步实验研究

液态金属锂铅包层是最具发展潜力的聚变堆包层之一,其首选结构材料为低活化铁素体/马氏体钢,而它与液态锂铅的相容性是聚变堆材料研究领域的关键问题之一.本文介绍中国低活化马氏体钢CLAM在液态金属锂铅回路DRAGON-1热对流工况下的实验情况及500 h 480 ℃下初步腐蚀实验结果,并与同样工况下316L奥氏体钢腐蚀结果进行了对比分析.结果显示CLAM钢与液态锂铅的相容性优于316L钢.     

ITER中国液态锂铅实验包层模块设计研究与实验策略

在广泛调研和深入分析国际聚变堆包层发展状况的基础上,根据液态锂铅包层一般特点和中国发展的系列液态锂铅包层概念设计,提出了一个具有演示氦气单冷却剂和氦气/锂铅双冷却剂包层技术的双功能包层模块实验系统方案,对其性能进行了分析研究,作为中国向ITER实验包层工作组(TBWG)提交的液态包层实验模块最终设计描述文件的内容框架。总结了该工作主要内容,包括基本设计思想和方案描述、性能分析概况、对辅助系统的要求和实验策略与关键技术等。     

石英砂表面吸附的铁杂质对除铁效率影响的研究

通过对凤阳县干法和湿法石英砂中铁杂质矿物类型及含量的测试,结果表明干法石英砂中铁杂质含量和磁化率明显高于湿法石英砂;利用扫描电子显微镜对两类石英砂中杂质颗粒进行形貌观察和颗粒尺寸分析,利用X射线能谱分析仪对两类石英砂中杂质颗粒进行化学成分分析,结果显示两类石英砂经过强磁选后表面都吸附有含铁杂质颗粒,粒度在0.5 ～5μm之间.试验表明用磁选法很难去除粒度小、含量低、磁性弱的铁杂质.干法石英砂中铁含量高于湿法石英砂的原因是其表面吸附含铁杂质颗粒较多,石英砂的除铁效率直接取决于石英砂表面含铁杂质颗粒的有效去除.     

聚变材料数据库平台FUMDS的设计与发展

聚变材料数据库平台(FUMDS,FUsion Materials Database System)收集了聚变材料研究相关的各种材料的数据,运用现代计算机技术和数据分析方法,对材料数据进行系统的管理和分析,为聚变堆设计以及聚变材料的研究和工程制备提供数据支持.