核技術(shù)應(yīng)用中若干技術(shù)問題研究.pdf

1、核技術(shù)可分為兩大類：非動力核技術(shù)和動力核技術(shù)。文章主要對核技術(shù)應(yīng)用中的若干技術(shù)問題進行研究。
　　非動力核技術(shù)產(chǎn)業(yè)技術(shù)含量高，是環(huán)保節(jié)能型產(chǎn)業(yè)。加快發(fā)展非動力核技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)，不僅可為我國許多產(chǎn)業(yè)提供新型材料，推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級，也有利于實現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)，推進資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會建設(shè)，有利于促進現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)，實現(xiàn)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。作者通過查閱資料、互聯(lián)網(wǎng)、調(diào)查國內(nèi)外非動力核技術(shù)應(yīng)用發(fā)展?fàn)顩r、實地考察湖北有關(guān)企業(yè)，總結(jié)了國內(nèi)

2、與國外，湖北省與全國在非動力核技術(shù)應(yīng)用發(fā)展中的差異，并在調(diào)查、研究的基礎(chǔ)上提出了在湖北發(fā)展非動力核技術(shù)產(chǎn)業(yè)的可行性意見。解決了兩個關(guān)鍵問題:即湖北省非動力核技術(shù)產(chǎn)業(yè)能否成為湖北經(jīng)濟發(fā)展的新的增長點與非動力核技術(shù)產(chǎn)業(yè)對湖北建立兩型社會的意義。
　　高壓型加速器是非動力核技術(shù)主要應(yīng)用之一，其是一個復(fù)雜的電磁裝置，其中每個元件參數(shù)的變化對于最終的束流都有很大的影響。作者基于加速器束流傳輸基本理論，使用TRANSPORT程序?qū)Ω邏盒图铀倨?/p>

3、束流光路進行了計算，驗證高壓型加速器基本框架，包括元件的選擇、設(shè)計及布局，并初步探討了其可行性。
　　掃描寬度及均勻度是輻照加速器關(guān)鍵的參數(shù)，其決定了最終的輻照效果。作者創(chuàng)新性的提出了輻照加速器永磁散束系統(tǒng)。相比于常用的電子束掃描系統(tǒng)，其可以有效提高散開電子束的均勻度，實現(xiàn)了較大的電子束擴散截面。此外，它還減少了鈦窗擊穿的風(fēng)險。文章進行了基于電磁場有限元分析及束流動力學(xué)仿真的數(shù)值模擬，計算了不同結(jié)構(gòu)散束系統(tǒng)的磁場分布，并通過結(jié)構(gòu)調(diào)

4、整和優(yōu)化，設(shè)計了滿足電子束均勻擴散要求的散束系統(tǒng)，并進行了驗證。
　　核聚變能被認為是人類能源問題最有希望的解決方案。“國際熱核聚變實驗堆計劃”(International Thermonuclear Experimental Reactor,ITER)是集成當(dāng)今國際上受控磁約束核聚變的主要科學(xué)和技術(shù)成果。中性束注入(Neutral Beam Injector，NBI)是大型磁約束核聚變反應(yīng)堆等離子體加熱及電流驅(qū)動的主要方式之一，

5、作者對ITER項目NBI的關(guān)鍵技術(shù)——負離子源進行研究，對其研究背景、發(fā)展現(xiàn)狀進行了描述。并對負離子源關(guān)鍵技術(shù)——郎繆探針診斷系統(tǒng)進行了研究，優(yōu)化設(shè)計了負源腔體診斷位置，并結(jié)合實驗，找到了一種好的郎繆探針數(shù)據(jù)處理方法。
　　過濾磁場系統(tǒng)在負離子源中的作用是過濾“快電子”，提升離子源中負氫離子的產(chǎn)生效率，過濾磁場如何對腔體內(nèi)等離子體產(chǎn)生影響是過濾磁場研究中所關(guān)注的焦點。通過對過濾磁場進行電磁場有限元分析，結(jié)合國際上成功的經(jīng)驗，作者設(shè)

6、計了適用于項目的過濾磁場系統(tǒng)，并進行了機械圖的繪制，為負源項目試驗做好了準(zhǔn)備。
　　供銫（Cs）系統(tǒng)是負離子源的關(guān)鍵部分，Cs在核聚變裝置NBI大功率、強流負離子源的工作中，通過減少金屬表面逸出功，對于增加負離子產(chǎn)額、提高負離子束引出電流密度、降低離子源工作氣壓、抑制引出電子比率都發(fā)揮著舉足輕重的作用。沒有Cs，負離子源就無法實現(xiàn)NBI要求的指標(biāo)。作者研究了Cs對表面逸出功的影響機理，并通過參與德國IPP（馬克思普朗特等離子體研究