中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院王海霞研究員領(lǐng)導(dǎo)的課題組揭示了鈦酸鋰(Li2TiO3)增殖劑在聚變中子輻照下的氚釋放行為，為聚變反應(yīng)堆固體包層設(shè)計(jì)優(yōu)化做出了貢獻(xiàn)。
固體增殖劑的氚增殖和釋放行為對于聚變反應(yīng)堆固體包層的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。然而，大多數(shù)增殖劑輻照研究使用裂變中子、離子源或伽馬源，對14MeV聚變中子輻照的了解存在空白。因此，使用聚變中子源對Li2TiO3進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，以研究高能中子對固體增殖劑中氚生成和釋放性能的影響。
本研究開發(fā)了一種專門的氚釋放系統(tǒng)，用于測量和收集聚變中子輻照后的氚。該系統(tǒng)的收集效率接近100%，結(jié)合了氚收集起泡器、自動(dòng)更換技術(shù)和催化氧化。通過最大限度地減少氚損失并監(jiān)測氚化水(HTO)和氚氣的釋放，該系統(tǒng)可以研究溫度、濕度和加熱速率等各種條件下氚的釋放行為。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，室溫下，經(jīng)聚變中子輻照的Li2TiO3樣品有少量但可見的氚釋放，表明缺陷具有自修復(fù)行為;隨著樣品溫度的升高，Li2TiO3出現(xiàn)氚釋放峰，主要釋放的是HTO。
此外，掃氣中的濕度、不同的氚測量方法和加熱速率等因素也會(huì)顯著影響氚的釋放行為。
王海霞教授說：“我們的研究結(jié)果為理解聚變中子輻照對氚釋放機(jī)制的影響提供了新的見解。”
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