核技術(shù)應(yīng)用中若干技術(shù)問(wèn)題研究.pdf

1、核技術(shù)可分為兩大類(lèi)：非動(dòng)力核技術(shù)和動(dòng)力核技術(shù)。文章主要對(duì)核技術(shù)應(yīng)用中的若干技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行研究。
　　非動(dòng)力核技術(shù)產(chǎn)業(yè)技術(shù)含量高，是環(huán)保節(jié)能型產(chǎn)業(yè)。加快發(fā)展非動(dòng)力核技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)，不僅可為我國(guó)許多產(chǎn)業(yè)提供新型材料，推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)，也有利于實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)，推進(jìn)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)建設(shè)，有利于促進(jìn)現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。作者通過(guò)查閱資料、互聯(lián)網(wǎng)、調(diào)查國(guó)內(nèi)外非動(dòng)力核技術(shù)應(yīng)用發(fā)展?fàn)顩r、實(shí)地考察湖北有關(guān)企業(yè)，總結(jié)了國(guó)內(nèi)

2、與國(guó)外，湖北省與全國(guó)在非動(dòng)力核技術(shù)應(yīng)用發(fā)展中的差異，并在調(diào)查、研究的基礎(chǔ)上提出了在湖北發(fā)展非動(dòng)力核技術(shù)產(chǎn)業(yè)的可行性意見(jiàn)。解決了兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題:即湖北省非動(dòng)力核技術(shù)產(chǎn)業(yè)能否成為湖北經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新的增長(zhǎng)點(diǎn)與非動(dòng)力核技術(shù)產(chǎn)業(yè)對(duì)湖北建立兩型社會(huì)的意義。
　　高壓型加速器是非動(dòng)力核技術(shù)主要應(yīng)用之一，其是一個(gè)復(fù)雜的電磁裝置，其中每個(gè)元件參數(shù)的變化對(duì)于最終的束流都有很大的影響。作者基于加速器束流傳輸基本理論，使用TRANSPORT程序?qū)Ω邏盒图铀倨?/p>

3、束流光路進(jìn)行了計(jì)算，驗(yàn)證高壓型加速器基本框架，包括元件的選擇、設(shè)計(jì)及布局，并初步探討了其可行性。
　　掃描寬度及均勻度是輻照加速器關(guān)鍵的參數(shù)，其決定了最終的輻照效果。作者創(chuàng)新性的提出了輻照加速器永磁散束系統(tǒng)。相比于常用的電子束掃描系統(tǒng)，其可以有效提高散開(kāi)電子束的均勻度，實(shí)現(xiàn)了較大的電子束擴(kuò)散截面。此外，它還減少了鈦窗擊穿的風(fēng)險(xiǎn)。文章進(jìn)行了基于電磁場(chǎng)有限元分析及束流動(dòng)力學(xué)仿真的數(shù)值模擬，計(jì)算了不同結(jié)構(gòu)散束系統(tǒng)的磁場(chǎng)分布，并通過(guò)結(jié)構(gòu)調(diào)

4、整和優(yōu)化，設(shè)計(jì)了滿(mǎn)足電子束均勻擴(kuò)散要求的散束系統(tǒng)，并進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　核聚變能被認(rèn)為是人類(lèi)能源問(wèn)題最有希望的解決方案。“國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆計(jì)劃”(International Thermonuclear Experimental Reactor,ITER)是集成當(dāng)今國(guó)際上受控磁約束核聚變的主要科學(xué)和技術(shù)成果。中性束注入(Neutral Beam Injector，NBI)是大型磁約束核聚變反應(yīng)堆等離子體加熱及電流驅(qū)動(dòng)的主要方式之一，

5、作者對(duì)ITER項(xiàng)目NBI的關(guān)鍵技術(shù)——負(fù)離子源進(jìn)行研究，對(duì)其研究背景、發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了描述。并對(duì)負(fù)離子源關(guān)鍵技術(shù)——郎繆探針診斷系統(tǒng)進(jìn)行了研究，優(yōu)化設(shè)計(jì)了負(fù)源腔體診斷位置，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)，找到了一種好的郎繆探針數(shù)據(jù)處理方法。
　　過(guò)濾磁場(chǎng)系統(tǒng)在負(fù)離子源中的作用是過(guò)濾“快電子”，提升離子源中負(fù)氫離子的產(chǎn)生效率，過(guò)濾磁場(chǎng)如何對(duì)腔體內(nèi)等離子體產(chǎn)生影響是過(guò)濾磁場(chǎng)研究中所關(guān)注的焦點(diǎn)。通過(guò)對(duì)過(guò)濾磁場(chǎng)進(jìn)行電磁場(chǎng)有限元分析，結(jié)合國(guó)際上成功的經(jīng)驗(yàn)，作者設(shè)

6、計(jì)了適用于項(xiàng)目的過(guò)濾磁場(chǎng)系統(tǒng)，并進(jìn)行了機(jī)械圖的繪制，為負(fù)源項(xiàng)目試驗(yàn)做好了準(zhǔn)備。
　　供銫（Cs）系統(tǒng)是負(fù)離子源的關(guān)鍵部分，Cs在核聚變裝置NBI大功率、強(qiáng)流負(fù)離子源的工作中，通過(guò)減少金屬表面逸出功，對(duì)于增加負(fù)離子產(chǎn)額、提高負(fù)離子束引出電流密度、降低離子源工作氣壓、抑制引出電子比率都發(fā)揮著舉足輕重的作用。沒(méi)有Cs，負(fù)離子源就無(wú)法實(shí)現(xiàn)NBI要求的指標(biāo)。作者研究了Cs對(duì)表面逸出功的影響機(jī)理，并通過(guò)參與德國(guó)IPP（馬克思普朗特等離子體研究