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·TBM
實驗包層項目
發布時間:2018-08-20 14:18


HCCB TBM布局圖

  國際熱核聚變實驗堆(International Thermonuclear Experimental Reactor, ITER)計劃是人類為開發和利用核聚變能源而在全球范圍內開展規模最大、影響最深遠的國際科研合作項目,目標是驗證和平利用聚變能的科學和技術可行性。氚是核聚變反應堆所需要的燃料之一,為了補充氚的消耗,需要在核聚變堆的包層中進行氚的增殖,以維持核聚變反應的持續運行。實驗包層(Test Blanket Module, TBM)項目作為ITER計劃三大工程目標之一,旨在驗證聚變堆條件下的“氚增殖”和“能量提取”技術,同時對聚變堆包層設計工具、計算程序、核數據等進行實驗驗證,并在一定程度上對聚變堆包層材料進行綜合性能測試,為未來示范聚變堆(DEMO)及商用堆包層的設計與研發提供重要的技術經驗和實驗數據的支持。

  中國自2004年開始開展TBM項目相關活動,2009年確定選用氦冷固態增殖劑實驗包層模塊(Helium Cooled Ceramic Breeder Test Blanket Module, HCCB TBM)概念參與ITER計劃TBM項目,即選用高溫高壓氦氣作為冷卻劑、Li4SiO4陶瓷球床作為氚增殖劑、金屬鈹球床作為中子倍增劑、低活化鐵素體/馬氏體鋼作為結構材料。實驗包層模塊主要由TBM-set、氦氣冷卻系統、氚提取系統、氚測量系統、冷卻劑凈化系統、中子活化系統和測試與控制系統等構成。

  根據ITER組織安排,TBM項目實施分為以下階段:設計階段,制造階段,運輸、現場測試及交付階段,調試及運行,后處理階段。2014年2月,中國國際核聚變能源計劃執行中心與ITER國際組織正式簽署了TBMA——《氦冷固態增殖劑實驗包層系統采購包協議》。按照TBMA協議要求,TBM項目實施安排到交付階段,其他階段相關任務將以補充協議的形式另行約定。2015年9月,中方HCCB TBM首個通過了ITER實驗包層國際工作組的概念設計評審。2016年初,HCCB TBM項目初步設計正式啟動,目前正處于初步設計(Preliminary Design, PD)階段。

  我國通過參加TBM項目,設計、研制和測試具有自主知識產權的實驗包層系統,不僅能提升我國聚變堆氚增殖包層設計制造能力,掌握聚變堆氚增殖包層的設計、材料研發、制造、運行、測量、涉氚技術、能量提取等關鍵工程技術,而且能培養一批高水平的科研人才,為我國今后自主設計、建造聚變示范堆奠定堅實的技術與人才基礎。

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