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FDS凤麟核能团队高通量紧凑型聚变体积中子源研究取得新进展

文/图 曾秋孙、陈德鸿

近日,中科院核能安全技术研究所•FDS凤麟核能团队在高通量紧凑型聚变体积中子源研究方面取得新进展,相关成果“High-field neutral beam injection for improving the Q of a gas dynamic trap-based fusion neutron source” 发表于核聚变领域顶级期刊Nuclear Fusion (Nuclear Fusion, 57 (2017) 126059)。

对聚变材料/部件在高能高通量聚变中子环境下的服役性能进行测试和验证,是未来商用聚变堆投入使用的必要条件;发展高通量的聚变中子源因此成为学界研究焦点。其中基于气动磁镜(Gas Dynamic Trap)的聚变中子源,因其具有物理与工程技术难度小、中子通量高、辐照体积大、结构紧凑、成本较低等优势,获得国际同行广泛关注。

FDS凤麟核能团队近年来发展并完成了基于气动磁镜的高通量紧凑型体积聚变中子源概念设计,创新性地提出了强磁场位置注入中性束的设计方案,大大提高了在真空室两端聚集的快离子密度和相应的聚变功率密度。理论结果表明,此创新方案设计能够使基于气动磁镜的聚变中子源能量增益在现有设计的物理和工程基础之上提高2~3倍。Nuclear Fusion审稿人评价本研究“对气动磁镜的改进优化设计能够有效提升其作为中子源的性能”。

此项研究成果为高通量紧凑型聚变体积中子源提供了有竞争力的方案,为有效解决聚变核科学与核技术问题提供了新途径,可以为聚变工程堆、示范堆的发展奠定核技术基础。此外,在发展聚变驱动乏燃料焚烧堆等方面具有重要应用前景。该工作得到了国际原子能机构协调合作研究项目、国家自然科学基金重大研究计划和青年科学基金项目的资助。

文章链接:http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1741-4326/aa848c

 

                                          气动磁镜强磁场位置注入中性束示意图
 
 

            

 
 日期:【2017-12-09】
 
 

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