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氚是重要的聚变堆燃料之一，但氚在自然界中几乎不存在。聚变堆必须依靠包层增殖足够的氚，以维持聚变反应自持进行。氚价格昂贵，且具有放射性和渗透性，极易在燃料循环过程中通过包容材料渗透出来造成氚燃料的损失及对聚变堆周围环境造成潜在的放射性危害。因而，对聚变堆氚系统进行设计分析，以最大可能提高氚的利用效率并降低氚向环境的释放率，对提高聚变堆的经济性和安全性具有重要意义。
在广泛调研国际聚变氚分析研究的基础上，论文建立了一套基于液态金属包层的聚变堆氚分析方法。首先，通过将聚变堆燃料循环系统划分为九个子系统，对各个子系统考虑了氚随时间变化的输运、滞留、衰变、渗透等因素，建立了燃料循环系统动态氚分析模型，提出了利用聚变堆自持所需最小氚增殖率与最小氚供应量两个概念结合来判断聚变堆自持性的新方法，给出了聚变堆氚倍增所需最小增殖率的新概念，系统地总结了氚燃料管理及氚安全性分析的理论及分析方法。其次，将等离子体中氚注入到包层第一壁、氚增殖、氚衰变、氚提取、氚渗透及包层结构特点等因素纳入包层分析中，建立了液态金属包层及辅助系统的氚分析模型，对包层及辅助系统中的氚分布进行分析。本研究所建立的氚分析方法，可为未来聚变堆液态金属包层及辅助系统、燃料循环系统设计以及聚变堆氚燃料管理等提供技术支持。
基于建立的氚分析模型，根据现代软件工程的方法，采用面向对象的程序及模块化设计，研发了一套具有自主知识产权的聚变堆氚分析软件系统-TAS1.0。该软件方便实用，能快速实现对液态金属包层及聚变堆燃料循环系统的氚计算与分析，可作为聚变堆氚系统分析和优化的工具。
利用开发的软件TAS1.0，对聚变发电反应堆FDS-II双冷锂铅包层氚的分布、氚自持性及氚的供应、倍增及堆内滞留等进行了分析研究，分析结果为FDS-II包层及辅助系统的优化设计以及FDS-II氚燃料的管理提供理论依据和指导，也为未来建造中国的聚变发电示范堆(DEMO)提供技术支持。