课程介绍
约束真空中等离子体的磁约束托卡马克是目前发展最快的可控核聚变方式。按功能划分，聚变堆材料 主要可分为面向等离子体材料、结构材料、功能材料，三类材料均需要在热力学和抗辐照等方面满足极其 苛刻的服役环境要求。 面向等离子体材料直接面对上亿度的高温等离子体。其中以偏滤器部位最为苛刻，既要承受高达 20MW/m2的热负荷，又要承受 1024/m2/s 量级的高通量低能粒子流作用，还需承受 14MeV 中子的辐照。目 前偏滤器的设计中，面向等离子体部件的候选材料主要包括面向等离子体的钨基材料和作为热沉的铜基材 料。包层是聚变堆中最重要的部件之一，其主要功能包括氚增殖和能量提取，结构上由面向等离子体的钨 基第一壁和以低活化结构材料构成的氚增殖/热交换区组成。包层在承受高通量 14MeV 中子辐照的同时，还会受到MW/m2量级的热负荷及百eV量级的粒子辐照，并可能会受到冷却剂和液态氚增值剂的腐蚀作用。 目前包层结构候选材料以低活化钢、钒合金和 SiC/SiC 复合材料为主。偏滤器和包层在服役过程中，除了 上述稳态的中子和粒子流辐照及热疲劳/应力作用，还会受到各种等离子体异常事件情况导致的强大的局域 瞬态热流和感生电磁力作用，严重时可直接导致部件失效甚至报废。聚变堆的功能材料涵盖氚增殖材料、 中子倍增材料、阻氚涂层材料、绝缘材料、超导材料等，种类众多，服役环境极其复杂、跨度极大。 随着 CFETR 项目的推进，材料问题已成为聚变能发展的“瓶颈”问题之一。尤其是当前缺乏高通量 14MeV 中子源和 1024/m2/s 量级的低能等离子体源，严重制约了聚变堆材料的研发进程
授课教师
罗广南
课程特色
视频(1)
长沙市工商行政管理局