Forskere afslører tritiumfrigivelsesadfærd hos fast opdrætter bestrålet med fusionsneutron

En forskergruppe ledet af prof. Wang Haixia fra Hefei Institutes of Physical Science ved det kinesiske videnskabsakademi har afsløret tritiumfrigivelsesadfærden af ​​lithiumtitanat (Li₂ TiO₃ ) opdrætter bestrålet med fusionsneutroner, hvilket bidrager til optimering af det solide tæppedesign i fusionsreaktorer.

Resultaterne blev offentliggjort i Nuclear Materials and Energy og International Journal of Hydrogen Energy .

Tritium-forædlings- og frigivelsesadfærden hos faste avlere er afgørende for design af solide tæpper i fusionsreaktorer. Imidlertid bruger de fleste opdrætterbestrålingsundersøgelser fissionsneutroner, ionkilder eller gammakilder, hvilket efterlader et hul i viden om 14 MeV fusionsneutronbestråling. Derfor blev der udført forsøg på Li₂ TiO₃ ved at bruge en fusionsneutronkilde til at undersøge indflydelsen af ​​højenergineutroner på tritiumproduktion og frigivelsesevne hos faste opdrættere.

I denne undersøgelse blev et specialiseret tritiumfrigivelsessystem udviklet til at måle og opsamle tritium efter fusionsneutronbestråling. Dette system, med næsten 100 % opsamlingseffektivitet, inkorporerer tritiumopsamlingsbobler, automatisk erstatningsteknologi og katalytisk oxidation. Ved at minimere tritiumtab og overvåge frigivelsen af ​​tritiumvand (HTO) og tritiumgas tillader systemet undersøgelse af tritiumfrigivelsesadfærd under forskellige forhold som temperatur, fugtighed og opvarmningshastigheder.

Eksperimentelle resultater viste, at der ved stuetemperatur blev en begrænset, men synlig mængde tritium frigivet fra Li₂ TiO₃ prøver bestrålet med fusionsneutroner, hvilket indikerer en selvhelbredende adfærd af defekter. Efterhånden som temperaturen af ​​prøverne steg, blev Li₂ TiO₃ viste en tritiumfrigivelsestop, overvejende frigivelse af HTO.

Derudover påvirkede faktorer såsom fugt i fejegassen, forskellige tritiummålemetoder og opvarmningshastigheder tritiumfrigivelsesadfærden væsentligt.

"Vores resultater giver ny indsigt i forståelsen af ​​fusionsneutronbestrålingens indflydelse på tritiumfrigivelsesmekanismen," sagde prof. Wang Haixia.