核聚变反应堆材料.ppt

,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;,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,: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)。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。,与奥氏体不锈钢相比,抗辐照肿胀性好,具有更高的热应力因子和更好的液态金属腐蚀行为,与候选冷却剂及氚增殖剂的化学相容性好。但对热机械处理十分敏感,退火温度和时间的变化对其性能影响较大,且焊接工艺要求较为苛刻。.