核技術應用中若干技術問題研究.pdf

1、核技術可分為兩大類：非動力核技術和動力核技術。文章主要對核技術應用中的若干技術問題進行研究。
　　非動力核技術產業(yè)技術含量高，是環(huán)保節(jié)能型產業(yè)。加快發(fā)展非動力核技術應用產業(yè)，不僅可為我國許多產業(yè)提供新型材料，推動傳統(tǒng)產業(yè)優(yōu)化升級，也有利于實現(xiàn)節(jié)能減排目標，推進資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會建設，有利于促進現(xiàn)代產業(yè)體系建設，實現(xiàn)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。作者通過查閱資料、互聯(lián)網(wǎng)、調查國內外非動力核技術應用發(fā)展狀況、實地考察湖北有關企業(yè)，總結了國內

2、與國外，湖北省與全國在非動力核技術應用發(fā)展中的差異，并在調查、研究的基礎上提出了在湖北發(fā)展非動力核技術產業(yè)的可行性意見。解決了兩個關鍵問題:即湖北省非動力核技術產業(yè)能否成為湖北經(jīng)濟發(fā)展的新的增長點與非動力核技術產業(yè)對湖北建立兩型社會的意義。
　　高壓型加速器是非動力核技術主要應用之一，其是一個復雜的電磁裝置，其中每個元件參數(shù)的變化對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程序對高壓型加速器

3、束流光路進行了計算，驗證高壓型加速器基本框架，包括元件的選擇、設計及布局，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電子束的均勻度，實現(xiàn)了較大的電子束擴散截面。此外，它還減少了鈦窗擊穿的風險。文章進行了基于電磁場有限元分析及束流動力學仿真的數(shù)值模擬，計算了不同結構散束系統(tǒng)的磁場分布，并通過結構調

4、整和優(yōu)化，設計了滿足電子束均勻擴散要求的散束系統(tǒng)，并進行了驗證。
　　核聚變能被認為是人類能源問題最有希望的解決方案。“國際熱核聚變實驗堆計劃”(International Thermonuclear Experimental Reactor,ITER)是集成當今國際上受控磁約束核聚變的主要科學和技術成果。中性束注入(Neutral Beam Injector，NBI)是大型磁約束核聚變反應堆等離子體加熱及電流驅動的主要方式之一，

5、作者對ITER項目NBI的關鍵技術——負離子源進行研究，對其研究背景、發(fā)展現(xiàn)狀進行了描述。并對負離子源關鍵技術——郎繆探針診斷系統(tǒng)進行了研究，優(yōu)化設計了負源腔體診斷位置，并結合實驗，找到了一種好的郎繆探針數(shù)據(jù)處理方法。
　　過濾磁場系統(tǒng)在負離子源中的作用是過濾“快電子”，提升離子源中負氫離子的產生效率，過濾磁場如何對腔體內等離子體產生影響是過濾磁場研究中所關注的焦點。通過對過濾磁場進行電磁場有限元分析，結合國際上成功的經(jīng)驗，作者設

6、計了適用于項目的過濾磁場系統(tǒng)，并進行了機械圖的繪制，為負源項目試驗做好了準備。
　　供銫（Cs）系統(tǒng)是負離子源的關鍵部分，Cs在核聚變裝置NBI大功率、強流負離子源的工作中，通過減少金屬表面逸出功，對于增加負離子產額、提高負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。沒有Cs，負離子源就無法實現(xiàn)NBI要求的指標。作者研究了Cs對表面逸出功的影響機理，并通過參與德國IPP（馬克思普朗特等離子體研究