【摘要】：聚變堆產(chǎn)氚包層產(chǎn)氚性能評(píng)價(jià)是實(shí)現(xiàn)聚變堆“氚自持”的重要課題之一。要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)氚包層的準(zhǔn)確評(píng)價(jià),關(guān)鍵是要解決產(chǎn)氚率準(zhǔn)確測量的問題。本論文開展了聚變堆產(chǎn)氚包層產(chǎn)氚率液閃測量技術(shù)及液閃樣品制備技術(shù)的相關(guān)研究,對(duì)將來開展產(chǎn)氚包層產(chǎn)氚率測量和評(píng)價(jià)具有重要意義。論文研究的主要內(nèi)容和結(jié)果如下:開展了對(duì)正硅酸鋰、碳酸鋰、氧化鋰三種備選探測片在產(chǎn)氚包層中的產(chǎn)氚隨深度的分布蒙特卡羅模擬,結(jié)果顯示,隨著包層深度的增加,產(chǎn)氚呈下降趨勢;開展了封裝材料對(duì)探測片產(chǎn)氚量影響的模擬研究,結(jié)果顯示鋁箔封裝影響最小,鋁箔封裝是較好的選擇;開展了三種探測片尺寸對(duì)探測片產(chǎn)氚量影響的模擬研究,結(jié)果顯示,探測片的最佳厚度為1mm。開展了碳酸鋰探測片液閃樣品制備方法研究,初步確定鹽酸溶解碳酸鋰探測片能制備出透明度高且無分層的液閃樣品的制備技術(shù),但鹽酸用量不宜過多,否則會(huì)導(dǎo)致樣品分層和氚計(jì)數(shù)效率降低;開展了鋁箔封裝碳酸鋰探測片液閃樣品制備方法和影響因素的研究,結(jié)果表明,采用氫氧化鈉溶液加鹽酸來溶解鋁箔封裝碳酸鋰探測片,能制成透明度高且無分層的液閃樣品,但溫度對(duì)液閃樣品的兼容性會(huì)產(chǎn)生較大影響,液閃樣品保存和測量時(shí)環(huán)境溫度應(yīng)保持在10℃至20℃范圍;開展了正硅酸鋰探測片液閃樣品制備方法的研究,采用合適的混合酸并在加熱的條件下能實(shí)現(xiàn)正硅酸鋰的溶解,取少部分溶解液與閃爍液混合能制備透明度高且無分層的液閃樣品;開展了氧化鋰探測片的液閃樣品制備方法研究,在用鹽酸溶解氧化鋰探測片時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量白煙以及大量熱量,可能會(huì)造成氚明顯逃逸,溶解后的溶液可以制備出透明度高且無分層的液閃樣品。對(duì)液閃法產(chǎn)氚率測量中的淬滅校正方法進(jìn)行了研究,即對(duì)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)法和外標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換譜指數(shù)法在產(chǎn)氚率測量上提出了改進(jìn),為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)氚率準(zhǔn)確測量做好準(zhǔn)備;對(duì)液閃樣品制備過程存在的氚逃逸進(jìn)行了分析,并初步給出了氚逃逸率實(shí)驗(yàn)測量值,為將來產(chǎn)氚率準(zhǔn)確測量的氚逃逸修正提供了有價(jià)值的參考數(shù)據(jù)。對(duì)制備的鋁箔包裹碳酸鋰探測片用反應(yīng)堆熱中子源進(jìn)行輻照,并開展了液閃法產(chǎn)氚測量的初步實(shí)驗(yàn)研究。但由于實(shí)驗(yàn)條件不滿足實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和模擬數(shù)據(jù)有一定差別,需進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)研究。
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TL64
【圖文】：

圖 1-1 ITER 實(shí)驗(yàn)包層模塊示意圖產(chǎn)氚包層中子學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究氚包層中子學(xué)實(shí)驗(yàn)研究是為未來商用示范聚變堆（DEMO）的設(shè)要的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支持的途徑。目前，包層中子學(xué)研究主要目的是不氚增殖比（Tritium breeding Ratio）、能量放大倍數(shù)以及實(shí)現(xiàn)更數(shù)測量。據(jù)實(shí)驗(yàn)包層設(shè)計(jì)所需的不同實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，目前產(chǎn)氚包層實(shí)驗(yàn)研究主幾個(gè)方面：1）產(chǎn)氚包層結(jié)構(gòu)研究。目前，初步設(shè)計(jì)的產(chǎn)氚包層要有三種：長方體[14,15,16]、圓柱體[17]以及偽圓柱體(pseudo-cylingd化和倍增模塊實(shí)驗(yàn)研究。在模塊中加入中子倍增材料，增加中子氚率，如鈹模塊實(shí)驗(yàn)[18]；3）包層產(chǎn)氚率評(píng)價(jià)方法及技術(shù)研究。量技術(shù)為主的包層產(chǎn)氚率測量技術(shù)，以研究產(chǎn)氚包層的產(chǎn)氚率。氚率測量是每個(gè)產(chǎn)氚包層中子學(xué)實(shí)驗(yàn)都需面臨的問題，開展對(duì)產(chǎn)

圖 1-3 段紹節(jié)等人的產(chǎn)氚測量實(shí)驗(yàn)裝置示意圖利用 14MeV 中子和6LiD 球（6Li 豐度為 90.5%）采用了離線測量方式對(duì)6LiD 球體的產(chǎn)氚進(jìn)行了6LiF、6Li2CO3和7Li2CO3三種，前兩種的6Li 7Li 的豐度為 95 %，實(shí)驗(yàn)裝置如圖 1-4 所示，術(shù)和液閃測量技術(shù)。對(duì)6LiF 探測樣品, 用氚內(nèi)為 η氣=( 24 士 1) %；對(duì) Li2CO3樣品, 用液體閃率約為 η液= ( 5.5 士 0.2)%�？梢姡捎诋�(dāng)時(shí)液閃率太低，文章中也沒有詳細(xì)的探測片液閃樣品制法產(chǎn)氚率測量進(jìn)行研究。另外，該實(shí)驗(yàn)很難克結(jié)構(gòu)材料對(duì)中子場影響的問題，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一維況是有一定的差距。

圖 1-3 段紹節(jié)等人的產(chǎn)氚測量實(shí)驗(yàn)裝置示 14MeV 中子和6LiD 球（6Li 豐度為用了離線測量方式對(duì)6LiD 球體的產(chǎn)氚iF、6Li2CO3和7Li2CO3三種，前兩種Li 的豐度為 95 %，實(shí)驗(yàn)裝置如圖 1-和液閃測量技術(shù)。對(duì)6LiF 探測樣品, η氣=( 24 士 1) %；對(duì) Li2CO3樣品, 用約為 η液= ( 5.5 士 0.2)%。可見，由于當(dāng)?shù)�，文章中也沒有詳細(xì)的探測片液閃產(chǎn)氚率測量進(jìn)行研究。另外，該實(shí)驗(yàn)構(gòu)材料對(duì)中子場影響的問題，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)是有一定的差距。

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