ITER中國氦冷固態(tài)增殖劑實驗包層模塊中子學設(shè)計.pdf

1、世界上第一座國際熱核實驗堆（International Thermonuclear ExperimentalReactor，ITER）的目標是建造一個可自持燃燒的托卡馬克實驗聚變堆，以驗證熱核聚變能的科學和工程可行性，并對應用核聚變能所需的關(guān)鍵技術(shù)進行試驗。 實驗包層模塊（Test Blanket Module，TBM）是將在ITER 裝置上進行實驗的關(guān)鍵部件，是驗證DEMO 聚變堆包層技術(shù)的重要實驗平臺。由于TBM 將承受極強

2、中子輻照，TBM中的大量問題都與中子學相關(guān)，所以中子學計算在TBM 設(shè)計中非常重要。 論文以TBM中子學設(shè)計為目標，簡要介紹了ITER 計劃的歷史和氦冷固態(tài)增殖劑實驗包層模塊（HC-SB TBM）。以ITER中國氦冷固態(tài)氚增殖劑實驗包層模塊（CH HC-SB TBM）設(shè)計描述報告（DDD）中的實驗包層模型作為研究對象，利用中子學輸運計算程序ONEDANT、TWODANT，完成了CH HC-SB TBM的一維和二維中子學初步設(shè)計，

3、得到了相關(guān)設(shè)計參數(shù)、基本幾何布置、材料成分等。在此基礎(chǔ)上，對不同的一維、二維計算模型進行了計算和比較。論文運用一維中子學計算程序ONEDANT對設(shè)計描述報告中的中子學設(shè)計方案進行了優(yōu)化，并給出最終的優(yōu)化方案。通過計算和分析，得出如下結(jié)論： 1. 在聚變堆中子學的設(shè)計中，一維計算程序ONEDANT 可以方便地描述系統(tǒng)徑向幾何，計算快捷，在方案篩選和定性比較方面是合適的。二維計算程序TWODANT 可以更真實地描述象托卡馬克裝置這樣

4、極其復雜的幾何位形，因而得到的計算的結(jié)果更加真實可靠。 2. 在中子壁負載為0.78MW/m2，TBM為1/4 ITER 實驗窗口大小的情況下，得到一維的TBR=1.15，最大功率密度是8.9MW/m3，氚產(chǎn)生率為2 10 07 . 2 ? × g/d。二維的TBR=1.03，最大功率密度為7.9MW/m3，氚產(chǎn)生率為2 10 85 . 1 ? × g/d。這些設(shè)計參數(shù)基本滿足中子學設(shè)計要求。 3.提出了不同包層的中子學