Wetenschap
Onderzoekers onthullen het tritium-afgiftegedrag van vaste kweekdieren die zijn bestraald met fusie-neutronen
Een onderzoeksgroep onder leiding van prof. Wang Haixia van het Hefei Institute of Physical Science van de Chinese Academie van Wetenschappen heeft het tritiumafgiftegedrag van lithiumtitanaat (Li2) onthuld. TiO3 ) kweektoestel bestraald met fusieneutronen, wat bijdraagt aan de optimalisatie van het solid-dekenontwerp in fusiereactoren.
De resultaten zijn gepubliceerd in Nuclear Materials and Energy en International Journal of Hydrogen Energy .
Het tritiumkweek- en afgiftegedrag van vaste kweekers is van cruciaal belang voor het ontwerp van vaste dekens in fusiereactoren. De meeste onderzoeken naar kweekbestraling maken echter gebruik van splijtingsneutronen, ionenbronnen of gammabronnen, waardoor er een leemte ontstaat in de kennis van 14 MeV-fusie-neutronenbestraling. Daarom werden experimenten uitgevoerd op Li2 TiO3 het gebruik van een fusie-neutronenbron om de invloed van hoogenergetische neutronen op de tritiumproductie en de afgifteprestaties bij vaste kweekcellen te onderzoeken.
In deze studie werd een gespecialiseerd systeem voor de afgifte van tritium ontwikkeld om tritium te meten en te verzamelen na bestraling met fusieneutronen. Dit systeem, met een verzamelefficiëntie van bijna 100%, omvat tritiumopvangbubbelaars, automatische vervangingstechnologie en katalytische oxidatie. Door het tritiumverlies te minimaliseren en de uitstoot van getritieerd water (HTO) en tritiumgas te monitoren, maakt het systeem onderzoek mogelijk naar het gedrag van tritiumafgifte onder verschillende omstandigheden, zoals temperatuur, vochtigheid en verwarmingssnelheid.
Experimentele resultaten toonden aan dat bij kamertemperatuur een beperkte maar zichtbare hoeveelheid tritium vrijkwam uit Li2 TiO3 monsters bestraald met fusieneutronen, wat duidt op een zelfherstellend gedrag van defecten. Naarmate de temperatuur van de monsters steeg, Li2 TiO3 vertoonde een piek in de afgifte van tritium, waarbij vooral HTO vrijkwam.
Bovendien hadden factoren zoals de vochtigheid in het spoelgas, verschillende tritiummeetmethoden en verwarmingssnelheden een aanzienlijke invloed op het tritiumafgiftegedrag.
"Onze resultaten bieden nieuwe inzichten voor het begrijpen van de invloed van fusie-neutronenbestraling op het tritium-afgiftemechanisme", aldus prof. Wang Haixia.