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Forscher enthüllen das Tritiumfreisetzungsverhalten eines mit Fusionsneutronen bestrahlten Feststoffbrüterreaktors

Beispielaufbau für 14-MeV-Fusionsneutronenbestrahlung. Bildnachweis: FU Xuewei

Eine Forschungsgruppe unter der Leitung von Professor Wang Haixia von den Hefei Institutes of Physical Sciences der Chinesischen Akademie der Wissenschaften enthüllte das Tritium-Freisetzungsverhalten von Lithiumtitanat (Li2TiO3)-Brüter mit Fusionsneutronen bestrahlt, was zur Optimierung des Festmanteldesigns in Fusionsreaktoren beiträgt.

Die Ergebnisse wurden veröffentlicht in Kernmaterialien und Energie Und Internationale Zeitschrift für Wasserstoffenergie.

Das Brut- und Tritiumfreisetzungsverhalten von Feststoffbrüterreaktoren ist für die Gestaltung von Feststoffabdeckungen in Fusionsreaktoren von entscheidender Bedeutung. Allerdings werden in den meisten Studien zur Brutbestrahlung Spaltneutronen, Ionenquellen oder Gammaquellen verwendet, was eine Wissenslücke über die 14-MeV-Fusionsneutronenbestrahlung hinterlässt. Daher wurden Experimente mit Li durchgeführt2TiO3 Verwenden Sie eine Fusionsneutronenquelle, um den Einfluss hochenergetischer Neutronen auf die Tritiumproduktion und -freisetzung in Feststoffbrüterreaktoren zu untersuchen.

In dieser Studie wurde ein spezielles Tritium-Freisetzungssystem entwickelt, um Tritium nach der Bestrahlung durch Fusionsneutronen zu messen und zu sammeln. Dieses System mit einer Sammeleffizienz von nahezu 100 % integriert Tritium-Sammelblasen, automatische Austauschtechnologie und katalytische Oxidation. Durch die Minimierung von Tritiumverlusten und die Überwachung der Freisetzung von Tritiumwasser (HTO) und Tritiumgas ermöglicht das System die Untersuchung des Verhaltens von Tritiumfreisetzungen unter verschiedenen Bedingungen wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Durchflussraten.

Forscher enthüllen das Tritiumfreisetzungsverhalten eines mit Fusionsneutronen bestrahlten Feststoffbrüterreaktors

Tritium-Freisetzungskurve aus Li2TiO3 bei unterschiedlichen Temperaturen. Bildnachweis: FU Xuewei

Experimentelle Ergebnisse zeigten, dass bei Raumtemperatur eine begrenzte, aber sichtbare Menge Tritium aus Li freigesetzt wurde.2TiO3 Proben, die mit Fusionsneutronen bestrahlt wurden, was auf ein Selbstheilungsverhalten von Defekten hinweist. Mit zunehmender Temperatur der Proben wurde Li2TiO3 zeigte einen Höhepunkt der Tritiumfreisetzung, wobei hauptsächlich HTO freigesetzt wurde.

Darüber hinaus beeinflussten Faktoren wie die Luftfeuchtigkeit im Spülgas, unterschiedliche Tritium-Messmethoden und Heizraten das Verhalten der Tritiumfreisetzungen erheblich.

„Unsere Ergebnisse liefern neue Informationen zum Verständnis des Einflusses der Fusionsneutronenbestrahlung auf den Tritiumfreisetzungsmechanismus“, sagte Professor Wang Haixia.

Mehr Informationen:
Haixia Wang et al., Entwicklung eines Tritium-Freisetzungssystems für keramische Tritium-Selektorkügelchen, die von einem hochintensiven DT-Fusionsneutronengenerator am INEST bestrahlt werden, Kernmaterialien und Energie (2024). DOI: 10.1016/j.nme.2024.101653

Wenhao Wu et al., Experimentelle Studie zum Tritiumfreisetzungsverhalten eines Li2TiO3-Keramikbrüterreaktors, der mit einem 14-MeV-Fusionsneutron bestrahlt wurde, Internationale Zeitschrift für Wasserstoffenergie (2024). DOI: 10.1016/j.ijhydene.2024.04.256

Zur Verfügung gestellt von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften

Zitat: Forscher enthüllen das Tritiumfreisetzungsverhalten aus einem mit Fusionsneutronen bestrahlten Feststoffbrüterreaktor (24. Mai 2024), abgerufen am 24. Mai 2024 von https://phys.org/news/2024-05-unveil-tritium-behavior-solid-breeder. html

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By rb8jg

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