核聚变反应堆材料经典课件.ppt

核聚变反应堆材料热核聚变反应堆模型核聚变反应堆是能维持核聚变反应并能利用核聚变和中子的装置,本章节主要介绍聚变堆各部件选用材料的基本情况。所用的材料主要包括:A热核材料;B第一壁材料;C高热流部件材料;D氚增殖材料核聚变堆设计和工况条件A第一壁环境条件,第一壁是聚变堆中离等离子体最近的部件,应具有抗中子辐照损伤能力,对氢脆和氦脆不敏感,与冷却介质和包层材料相容性好。B真空壁材料的设计限值,包括使用温度、热导率、热膨胀系数、强度、弹性模量等上限要求。C比起裂变反应堆,聚变反应堆具有特有的材料工艺问题:超导磁体及低温技术,强磁场下导电液体的泵送技术,14MeV中子的辐照损伤、氦离子轰击和溅射起泡现象等。1氘:氢的一种同位素,质量数为2,又称重氢,核素符号为D或2H。利用D和H的沸点不同,可通过普通液态氢的精馏过程进行分离。D作为聚变反应堆核燃料使用时,下列两个反应最重要热核材料2氚:氢的另一种同位素,质量数为3,核素符号为T或3H。一般通过如下核反应制备:利用D和H的沸点不同,一般采用液氢(氘)精馏、热扩散和色层分离等方法提纯,作为核燃料,其聚变反应为:33He,氦的一种同位素,质量数为3。一般通过如下核反应制备:作为核燃料,其聚变反应为:第一壁材料第一壁材料介于等离子体和结构材料之间,一般是二者的过渡和缓冲,如果受中子强烈辐照,可对核燃料产生如下不良效果:A密度变化(肿胀和密实化)B硬化和脆化C热导率下降D对应力腐蚀的敏感性增强E蠕变加速1奥氏体不锈钢。该材料具有良好的加工、焊接性能,与氦冷却剂和陶瓷增殖材料相容性好。但屈服强度较低,抗辐照肿胀性较差。可通过20%冷加工增强其强度和抗辐照肿胀能力,同时降低铬含量,增加镍含量,并加入微量钛可对其进行性能优化。第一壁材料