【摘 要】
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聚变能源堆采用氚增殖剂与中子反应生成氚来保证其燃料的“自持”,即聚变反应消耗的氚能从聚变堆生产的氚得到补偿.从上世纪80年代开始,在国家863计划聚变-裂变混合堆项目资助下,中国工程物理研究院开展了产氚陶瓷材料的制备与产氚相关性能的研究工作,先后开发了喷雾干燥热解法生产γ-LiAlO2超细粉工艺、压模成型法制备γ-LiAlO2多孔陶瓷芯块、行星式滚动法制备Li2ZrO3陶瓷微球;从2004年开始开
【机 构】
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中国工程物理研究院核物理与化学研究所,四川绵阳,621900
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聚变能源堆采用氚增殖剂与中子反应生成氚来保证其燃料的“自持”,即聚变反应消耗的氚能从聚变堆生产的氚得到补偿.从上世纪80年代开始,在国家863计划聚变-裂变混合堆项目资助下,中国工程物理研究院开展了产氚陶瓷材料的制备与产氚相关性能的研究工作,先后开发了喷雾干燥热解法生产γ-LiAlO2超细粉工艺、压模成型法制备γ-LiAlO2多孔陶瓷芯块、行星式滚动法制备Li2ZrO3陶瓷微球;从2004年开始开展三元锂陶瓷小球的研制工作,率先提出采用冷冻成型的湿法烧结工艺制备球形度和力学性能优异的三元锂陶瓷微球,密度为80～90％T.D.;从2010年开始,在ITER计划专项的支持下,开展高密度Li4SiO4和先进氚增殖剂Li-Si-Ti-O、Li-Si-Al-O的研发,同时,为评价国产氚增殖剂材料的辐照产氚性能,在没有聚变中子场的情况下,采用裂变反应堆开展氚增殖剂材料的辐照产氚实验研究.氚在固气界面的化学反应和在晶粒内的扩散是氚增殖剂释氚过程的两个重要步骤。堆外热解吸实验表明，-OT/-OH的再结合/解吸反应、通过O-T键的断裂后形成的T离子的再结合反应，会影响氚的表面解吸温度和形态。在聚变堆的高温条件下，一方面载气加H2会增强氚的回收，另一方面H2与增殖剂生成水的反应会破坏材料结构，从而影响材料的辐照稳定性。因此，在聚变包层运行工况下，应根据氚燃料循环工艺总体要求，适当控制H2，H2O含量和提氚温度。
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