Forscher enthüllen das Tritiumfreisetzungsverhalten eines mit Fusionsneutronen bestrahlten Feststoffbrüterreaktors

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.

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.