氘氚核反應是地球上最容易實現(xiàn)的核聚變反應,托卡馬克被認為是最具希望實現(xiàn)磁約束可控核聚變反應方式之一。歐盟、日本、美國、中國、俄羅斯、韓國、印度七方共同出資合作推進ITER計劃,我國提出進行中國聚變工程實驗堆（CFETR）工程建設。由于燃料氚的稀缺性及放射性,其在聚變堆中滲透滯留問題關系到聚變堆的經(jīng)濟性與安全性。為了對氫同位素在聚變堆材料及部件中滲透滯留問題有系統(tǒng)性的認識,本文利用實驗室熱脫附譜設備、氣體驅動滲透設備、等離子體驅動滲透設備及EAST等離子體輻照平臺MAPES,結合掃描電子顯微鏡SEM、透射電子顯微鏡TEM、X射線光電子能譜XPS、正電子湮沒譜PAS等材料分析表征手段對氘在聚變堆結構材料及面向等離子體材料中的滲透滯留行為進行了系統(tǒng)研究,最后對面向等離子體部件模塊進行了氘等離子體驅動滲透研究。其中,聚變堆結構材料包括低活化鐵素體/馬氏體RAFM鋼（CLF-1鋼、CLAM鋼和Euro fer鋼）、釩合金（純釩和V-4Cr-4Ti合金）和銅合金（純銅、無氧銅、氧化鋁彌散銅AL15和CuCrZr合金）,面向等離子體材料包括軋制鎢和再沉積鎢,面向等離子體部件主要針對偏濾器穿管型部件。... 

【文章來源】：中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：152 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要物理符號
第1章 緒論
    1.1 核聚變與聚變堆
        1.1.1 核聚變
        1.1.2 ITER與CFETR
    1.2 聚變堆部件與材料
        1.2.1 ITER-TBM與CFETR包層
        1.2.2 偏濾器
    1.3 聚變堆等離子體參數(shù)分布
    1.4 氫同位素在聚變堆中滲透滯留行為
        1.4.1 研究意義
        1.4.2 研究現(xiàn)狀
        1.4.3 研究內(nèi)容
第2章 氫同位素在材料中滲透與滯留機理
    2.1 氫分子的吸附
    2.2 氫粒子的反射與注入
    2.3 氫的再結合
    2.4 氫的溶解
    2.5 氫的擴散
    2.6 缺陷捕獲
    2.7 氫的解吸
    2.8 穩(wěn)態(tài)滲透
第3章 材料與研究方法
    3.1 實驗材料
    3.2 材料表征
        3.2.1 掃描電子顯微鏡
        3.2.2 透射電子顯微鏡
        3.2.3 X射線光電子能譜
        3.2.4 正電子湮沒譜
    3.3 實驗室氫同位素滲透滯留實驗平臺
        3.3.1 熱脫附譜-氣體驅動滲透聯(lián)合實驗平臺
        3.3.2 實驗室ECR等離子體驅動滲透實驗平臺建設
    3.4 EAST氫同位素滲透滯留實驗平臺
        3.4.1 EAST等離子體輻照實驗平臺
        3.4.2 EAST等離子體驅動滲透實驗平臺建設
    3.5 模擬程序
        3.5.1 SRIM程序
        3.5.2 TMAP程序
    3.6 本章小結
第4章 氘在結構材料中的滲透滯留行為
    4.1 氘在RAFM鋼中的滲透滯留行為
        4.1.1 氘在RAFM鋼中的輸運參數(shù)與滯留行為
        4.1.2 氦對RAFM鋼中氘滯留行為的影響
    4.2 氘在釩合金中的滲透滯留行為
    4.3 氘在銅合金中的滲透滯留行為
        4.3.1 氘在銅合金中的輸運參數(shù)與滯留行為
        4.3.2 熱處理對CuCrZr合金中氘滯留行為的影響
    4.4 本章小結
第5章 氘在面向等離子體材料中的滲透滯留行為
    5.1 氘在軋制鎢中的滲透滯留行為
    5.2 氘在鎢沉積層中的滲透滯留行為
    5.3 本章小結
第6章 氘在面向等離子體部件中的滲透行為
    6.1 實驗室模擬穿管型部件氘滲透實驗
    6.2 ITER偏濾器參數(shù)下氚滲透量
    6.3 偏濾器部件阻氚設計
第7章 結論
    7.1 全文總結
    7.2 論文創(chuàng)新點
    7.3 工作展望
參考文獻
致謝
在讀期間發(fā)表的學術論文與取得的其他研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
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[4]Exposure of Equal-Channel Angular Extruded Tungsten to Deuterium Plasma[J]. 劉鳳,徐玉平,周海山,趙四祥,李波,呂廣宏,袁悅,郝汀,羅廣南.  Plasma Science and Technology. 2015(07)
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[6]中國環(huán)流器二號A裝置（HL-2A）工程研制[J]. 嚴建成,劉永,周才品,李曉東,王樹錦,劉德權,宣偉民,陳燎原,曹曾,楊青巍,宋顯明,姚列英,毛維成,丁玄同,潘傳紅,HL-2A研制組.  核聚變與等離子體物理. 2004(04)
[7]電子回旋共振（ECR）等離子體的研究和應用[J]. 寧兆元,任兆杏.  物理學進展. 1992(01)

博士論文
[1]氫同位素在聚變堆包層結構材料中的滲透滯留行為研究[D]. 徐玉平.中國科學技術大學 2017



本文編號：3040165