低环径比设计概念——一种可接受的核聚变动力系统

作     者：黄布正 郑德昌 钱家溥 

作者机构：西南物理研究院 

基　　金：美国能源部的SBIR计划 

出 版 物：《核科学与工程》 (Nuclear Science and Engineering)

年 卷 期：1999年第19卷第1期

页      码：44-50,68页

摘      要：低环径比（ＬＡＲ）概念作为一种聚变动力堆设计方案，它的许多关键问题已用总体设计程序进行了评估计算。Ａ＝１．４，κ＝３，βＴ＝６２％和自持电流为８７％的平衡设计的物理基础取自过去已得到的结果。计算表明，若引入氪（Ｋｒ）以便增加等离子体芯部辐射，则可将偏滤器上的热流部分地转移到第一壁上，但此时芯部的聚变功率也有所减少。设计中采用了积极的工艺措施，将关键部件的参数推向设计极限，为了减小堆尺寸，对铜合金的环向磁场（ＴＦ）线圈中心柱未施屏蔽。本文提出了一项能承受高的热负荷和中子壁负载的堆设计，它在第一壁和包层中用氦作载热剂、钒合金作结构材料、锂作氚增殖剂。若采用上述材料组合和设计，一个电功率为１９６６ＭＷｅ的聚变动力堆的尺寸，可减小到大半径为３．０５ｍ。设铜合金和钒合金的辐照寿命为１５ＭＷｙ／ｍ２，考虑到在堆的３０年寿期内，须更换铜合金中心柱和外侧第一壁以及包层，估计电价为５．１９美分／千瓦时，而总的直接投资为４８．８亿美元。这说明采用本ＬＡＲ设计，聚变电厂的造价（２４８２美元／千瓦电）开始接近可接受的价格水平，为了获取经济的聚变动力，采用ＬＡＲ发展途径可能是明智之举。

主 题 词：核聚变堆 低环径比概念 聚变动力堆 

学科分类：08[工学] 082701[082701] 0827[工学-食品科学与工程类] 

核心收录：

馆 藏 号：203119482...