摘要：采用凝胶球化-固相反应烧结工艺制备Li4SiO4陶瓷小球。以SiO2和Li2CO3为原料与粘结剂混合制备浆料,通过滴定装置滴入硅油中凝胶成球。成型坯体小球经固相反应烧结获得Li4SiO4陶瓷小球。结果表明,制备陶瓷小球直径分布于1.2~1.4 mm之间,平均直径为1.3 mm,球形度优于1.04。通过SEM对烧结陶瓷小球微观形貌观察,其晶粒尺寸在3~5μm,且在小球表面及内部均匀分布大小为1~2μm的微孔,小球压碎载荷平均值为39.89 N。

摘要：本文综述了可用于聚变堆包层氚提取系统中氦氢混合气体分离氢气的工艺研究和发展现状,并就当前工艺进行比对发现:单独采用低温分子筛吸附法分离氦载气中氢无法得到高纯度氢气,同时氢在分子筛中有很强的滞留行为;采用钯膜扩散法分离氦载气中氢工艺成熟,在多国氚提取系统设计中应用广泛,但该工艺在氦中微量氢的分离效率较低,更适合氢中微量氦的分离,钯膜中Pd/bcc型复合膜性能优异,是今后研究发展方向;金属氢化物床吸附法工艺简单,安全可靠,分离效率高,特别是ZrCo系合金,ITER各国均有研究,应用前景广,但该工艺同样存在滞留现象,需结合材料、结构、工艺综合优化。

摘要：为系统深入研究径向流氦氢分离床的吸附穿透性能,指导结构设计,本研究借助COMSOL Multiphysics软件耦合材料吸氢动力学方程、流体流动动量方程和质量传递方程,建立了径向床穿透数学模型,并结合实验验证了模型的可靠性,利用模型对特性参数进行参数化扫描,分析其对穿透性能的影响。结果表明,穿透实验结果与模拟数据符合较好,模型可靠。通过分析温度、高径比及孔隙率等参数对床体穿透性能的影响,推荐氦氢分离床床体参数如下:床体吸附温度为室温~343 K,在该温度范围内升高温度对传质区长度及出口处浓度-时间曲线影响较小;随着高径比的增加,床体效率明显下降,其中高径比为2.00~8.33时,维持高效率的时间较长;随着孔隙率的增加,床体吸附效率明显下降,考虑床层的吸附效率、压阻效应及粉末的装填难度,粉末孔隙率推荐0.56~0.64。以上结果表明,本研究建立的模型可较好地预测床体的吸附分离性能,可用于床体结构设计以及工艺参数的优化。

摘要：氦-氢分离床作为聚变堆氚工厂提取系统的重要部件,其压阻特性影响床体的吸附效率和系统阻力。本文通过开展径向吸附床压阻实验,获得过滤器和粉末多孔介质的压阻特性,并结合模拟软件拟合获得特性参数,进一步借助模型研究床体流动机理,指导结构设计和参数设置。获得的丝网过滤器压阻模型参数与实验结果对比,验证了模型的可靠性。当粉末颗粒度较大(Rp=125μm)时,Ergun模型参数可以较好地拟合床体实验压阻,但随着粉末粒度的减小,Ergun模型参数得到的压阻与实验值差距逐渐加大,需进一步修正模型参数。流动机理分析表明,丝网过滤器在实验测试条件下,压阻以惯性阻力项为主,随等效雷诺数的增加呈抛物线变化。床体粉末层压阻以黏性阻力项为主,随等效雷诺数的增加呈线性变化。

摘要：在核级316L不锈钢基体上,采用固体埋层渗铝和真空预氧化工艺制备FeAl/Al2O3防氚渗透自修复涂层,研究了这种渗铝氧化涂层的表面形貌、化学成分、相组成以及涂层表面纳米级氧化膜的厚度的SEM/EDS、XRD、XPS、AES、RBS等测试分析与表征方法。结果表明:该复合涂层由约20μm厚的Fe-Al扩散层以及约200nm厚的表面Al2O3氧化层组成;Fe-Al扩散层的主要相组成为FeAl及少量Fe3Al、NiAl、α-Fe相,微观观察表明由外渗铝层、过渡层、内扩散层构成。

摘要：针对小尺寸气态氚光源研制需求,自主开发了一种细长玻璃管内壁制备微米级ZnS(Cu)荧光粉的湿法涂覆及烧结工艺,设计并建立了一套可控压力、流量、温度的涂覆装置,利用此涂覆装置进行了规格为φ1.1 mm×550 mm的细长玻璃管内壁荧光涂层的制备工艺研究,分析了料浆配方对混合液体配方黏度以及涂层厚度的影响;优化了干燥工艺参数,最终在细长玻璃管内获得了满足功能要求的荧光涂层。截面扫描电镜(SEM)分析表明:涂层具有较好的致密性,其厚度为(16.9±0.6)μm(n=32),涂层厚度均匀性良好,且长时间放置稳定不脱落。使用该工艺充氚得到的氚光管样品发光亮度为0.642 cd/m^(2),发光均匀性、一致性良好,可为后续气态氚光源产品的开发提供装置条件与工艺优化依据。

摘要：氘-氚聚变反应堆中,固态氚增殖剂包层能不断为聚变反应提供氚核素,是实现聚变反应堆商用的关键技术之一。由锂陶瓷小球堆积形成的球床形式的固态氚增殖剂包层具有比表面积大、产氚效率高等优点,是我国重点发展的氚增殖剂包层形式。氚增殖剂球床须能支撑在堆内辐照时的高温环境,这就要求氚增殖剂球床有较好的导热特性。球床的有效热导率在球床设计和辐照过程中的安全分析十分重要,因此在中国先进研究堆(CARR)开展了氚增殖剂球床在堆内辐照环境下的有效热导率测量实验。根据MCNP计算得出的球床发热功率,结合实验测量的球床温度分布反推得到氚增殖剂球床的有效热导率,并与广泛应用于球床有效热导率计算的改进型ZBS模型计算结果以及堆外实验结果进行对比分析,理论值与实验值能较好吻合。

摘要：采用显微硬度测试、X射线衍射、组织观察观察及室温、高温拉伸试验研究了采用粉末包埋渗铝-原位氧化工艺制备的Fe-Al/Al2O3复合涂层热处理对CLF-1低活化钢基体微观组织及力学性能的影响。结果表明：经涂层热处理后,CLF-1钢晶粒尺寸约为9.91μm,组织为板条马氏体,板条宽度约为600 nm;硬度值为222 HV0.2,室温拉伸强度可达723 MPa,伸长率约为24.05%;在600℃下,拉伸强度可达353 MPa,伸长率约为34.4%;涂层热处理工艺对CLF-1钢基体性能影响不大,涂层处理后基体性能满足微观结构与力学的设计指标。

摘要：PdY合金膜因其具有良好的透氢性能与机械性能,有望应用于聚变堆氢同位素纯化工艺。基于PdY合金膜的服役参数及氚安全要求,有必要研究在低氢压下PdY合金膜的氢同位素渗透特性,为后续设计氢同位素纯化组件提供数据支撑。本工作基于直管外压式PdY扩散器,研究了低氢压(<50 kPa)、工作温度为350~450℃条件下,厚度为80μm的PdY合金薄膜管的氢渗透速率与膜两侧压力、工作温度的关系。结果表明,低氢压下,PdY合金膜的氢渗透规律符合J=Φp^(n)H-p^(n)L/d,且压力指数n等于0.9,渗透速率控制机制主要表现为表面过程控速;提高工作温度使得合金膜的渗透通量增大,且温度对扩散过程的影响更大,使渗透过程更加趋于表面控速。此外,计算了该工作温度范围下的渗透系数,并通过阿伦尼乌斯公式推导求得渗透活化能约为24.54 kJ/mol,渗透常数Φ0为5.86×10^(-6)mol/(m·s·kPa^(0.9))。低氢压下,该厚度膜的渗透系数可由5.86×10^(-6)e-24.54/(RT)mol/(m·s·kPa^(0.9))进行计算。

摘要：中子管是可控中子发生器的关键核心部件。国产中子管在可靠性、稳定性等方面与国外先进水平还有一定差距。为了得出影响中子管可靠性的关键因素,以预制靶密封氘氚中子管为例,采用风险优先数法(Risk Priority Number, RPN)开展了故障模式及影响分析(Failure Mode and Effect Analysis, FMEA),按不同约定层次对所有可能的故障模式、故障原因、故障影响、后果严酷度、发生概率及危害程度进行了详细分析。根据FMEA结果,讨论了危害性较大的故障模式,并给出了提高中子管可靠性的设计改进方向。研究表明:离子源和靶是影响中子管可靠性的关键部件,离子源阴极/阳极短路导致的电离异常、靶膜氧化或脱落导致的吸附氘氚气体能力丧失等故障模式的危害性较大。