氦冷固态氚增殖剂包层球床CARR堆内辐照在线产氚试验技术研究进展

摘要

主要介绍了氦冷固态增殖剂球床组件CARR堆内辐照在线产氚(CIPITISE)试验关键技术的研究进展。参照ITER TBM涉氚系统设计和研发要求已经完成CIPITISE试验总体方案的制定，试验系统主要由堆内辐照球床组件、在线氚提取系统(TES)、氚测量分析系统(TMS)等组成；开展了堆内辐照球床组件结构、物理、热工水力等初步设计和计算分析，CARR堆内辐照球床组件的氚增殖剂Li4SiO4陶瓷小球装载量可达150g，有效热中子注量率高达1.73E+14 n/cm2.s，体积发热率可达18.47w/cm3。通过合理的结构设计和参数优化，在辐照考验孔道可以实现：表层具有阻氚涂层的低活性铁素体马氏体钢(RAFM)结构材料、Li4SiO4陶瓷增殖剂温度分别可在150～550℃、200～920℃范围内调节，进行堆运行在线氚释放、氚渗透特性试验以及停堆离线性能试验。通过CIPITISE在线氚释放和氚渗透试验，获得其氚增殖居留释放特性、阻氚渗透特性及其辐照稳定性，为CN HCCB设计研发提供支撑。