近日，中科院合肥研究院等離子體所聚變堆材料及部件研究室祝慶軍課題組在聚變堆包層中子學(xué)模塊產(chǎn)氚實(shí)驗(yàn)研究中取得新進(jìn)展，獲得了第一手產(chǎn)氚實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)該成果，以“Experimental study on tritium breeding in water-cooled ceramic breeder blanket mock-up under D–T neutron irradiation conditions”為題發(fā)表在國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)期刊Nuclear Fusion上。

　　通過(guò)產(chǎn)氚包層實(shí)現(xiàn)氚自持循環(huán)是未來(lái)聚變堆發(fā)電的核心技術(shù)之一，包層的設(shè)計(jì)及功能必須經(jīng)過(guò)氘氚中子的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。由于氘氚中子源稀缺、中子能量高、放射性強(qiáng)，因此驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的難度很大，長(zhǎng)期以來(lái)聚變工程堆氚產(chǎn)生率的數(shù)據(jù)主要依賴(lài)?yán)碚撚?jì)算和數(shù)值模擬。2015年，我國(guó)ITER專(zhuān)項(xiàng)計(jì)劃專(zhuān)家組提出，CFETR各候選產(chǎn)氚包層方案必須進(jìn)行氘氚中子輻照實(shí)驗(yàn)，以獲得真實(shí)產(chǎn)氚率數(shù)據(jù)。

　　祝慶軍課題組歷經(jīng)五年時(shí)間，制造了水冷包層方案的中子學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)K，并在中國(guó)原子能研究院的D-T中子源上進(jìn)行了輻照實(shí)驗(yàn)，獲得了該包層設(shè)計(jì)方案的第一手產(chǎn)氚實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)采用鈦酸鋰試劑片離線測(cè)量法和鋰玻璃探測(cè)器在線測(cè)量法兩種方法進(jìn)行對(duì)照印證，結(jié)果表明，在目前的包層設(shè)計(jì)條件下，氚產(chǎn)生率的蒙特卡洛理論計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值之比在0.97到1.08之間，兩者總體符合良好。考慮到設(shè)計(jì)裕量，完全可以滿足未來(lái)聚變堆氚自持的要求，為CFETR產(chǎn)氚包層的工程化實(shí)現(xiàn)提供了相應(yīng)的理論與實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

　　圖：a. D-T中子源輻照實(shí)驗(yàn)裝置 b. 對(duì)應(yīng)蒙特卡洛計(jì)算模型