聚變堆源項(xiàng)分析程序中腐蝕產(chǎn)物沉積遷移模型的初步實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、研究表明，在聚變堆運(yùn)行工況下，腐蝕產(chǎn)物是源項(xiàng)分析中最主要的影響因素。由于當(dāng)冷卻劑流經(jīng)堆芯時(shí)腐蝕產(chǎn)物可能被活化，因此腐蝕產(chǎn)物可能會由于其在反應(yīng)堆主冷卻劑回路中的沉積和遷移作用，使得放射性劑量增大。放射性源項(xiàng)分析與劑量評估是目前我國正在開展的中國聚變工程實(shí)驗(yàn)堆(CFETR)工程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)之一。因此對于聚變堆腐蝕產(chǎn)物沉積遷移的行為，有必要開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究。
　　本文首先調(diào)研了國內(nèi)外已有的聚變試驗(yàn)堆工況設(shè)計(jì)參數(shù)和PPCS概念設(shè)計(jì)，

2、確定以國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)主冷卻回路參數(shù)為依據(jù)設(shè)定本實(shí)驗(yàn)工況，自行搭建設(shè)計(jì)了聚變堆腐蝕產(chǎn)物沉積遷移臺架。之后制定詳實(shí)的實(shí)驗(yàn)方案，確定以四氧化三鐵(Fe3O4)顆粒模擬腐蝕產(chǎn)物，氫氧化鋰(LiOH)作pH調(diào)節(jié)劑，使用氧化皮測厚儀為測量工具，來研究溫度和pH的協(xié)同作用、粒徑以及曲率等因素對腐蝕產(chǎn)物沉積遷移行為的影響。最后調(diào)研了已有的沉積實(shí)驗(yàn)與沉積遷移模型，對理論模型進(jìn)行了修正計(jì)算。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，溫度和pH的協(xié)同作用對沉

3、積的影響較為明顯，沉積厚度主體上隨著溫度的升高而升高。隨著pH的增大，沉積厚度先增大后減小，在pH的影響下，沉積厚度存在拐點(diǎn)。對于兩種粒徑的Fe3O4顆粒，粒徑為5μm的Fe3O4比10μm的更容易形成沉積。同時(shí)，管道曲率越大，沉積厚度越大。計(jì)算得出理論模型pH=7.00時(shí)的結(jié)果，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果在同一量級10-6m。最后依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果給出沉積厚度經(jīng)驗(yàn)公式。后期工作可將已獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與聚變堆腐蝕產(chǎn)物沉積厚度經(jīng)驗(yàn)公式結(jié)合，用于自主開發(fā)的CATE