在真空反应堆辐射期间,在陶卵石床中计算温度场

科学领域:

• 核工程 核工程是指核工程.
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 固态化学 固态化学

背景情况:

• 双相陶Li₂TiO₃-Li₄SiO₄是用于核聚变反应堆固体培养器毯子的候选三乘数器.
• 了解在中子辐射下和的产生/释放对于育种毛毯材料至关重要.
• 真空辐射实验允许检测陶空隙中快速释放的气体,但可以降低导热率.

研究的目的:

• 在真空条件下模拟一个25mol%Li₂TiO₃+75mol%Li₄SiO₄的单体大小小卵石床 (1毫米) 的中子辐射.
• 确定实验参数,以防止陶加热在Li₄SiO₄-Li₂SiO₃相位过渡温度 (>900°C) 以上.
• 为了研究真空辐射对石床有效导热率的影响.

主要方法:

• 在WWR-K研究反应堆的囊装置中对25mol%Li₂TiO₃+75mol%Li₄SiO₄的1毫米单体大小的卵石床进行中子辐射.
• 在真空条件下进行的辐射 (约. 10 Pa 的气压力).
• 热导率与在100kPa的压下进行的计算进行比较 (模拟He扫描).

主要成果:

• 首次观察到,在真空中 (10 Pa He) 中子辐射下,石床的有效导热率显著下降四倍,相比于100 kPa He.
• 来自囊壁的外部热电偶读数不足以准确确定内部卵床温度,这是由于导热率降低.
• 陶的过热和潜在的相位变化可能会发生,如果温度仅基于外墙测量.

结论:

• 在真空中子辐射过程中,Li₂TiO₃-Li₄SiO₄卵石床的有效导热率大幅下降.
• 准确的温度评估需要热物理计算,考虑到陶组成,热释放和卵石大小.
• 位于石床中央的囊热电偶对于控制真空辐射实验期间的温度至关重要.