锂锡合金中氚扩散行为的计算.pdf

第23卷第11期
化学研究与应用
Vol 23. No11
2011年11月
hemical Research and Applieation
Nov.,2011
文章编号:1004-1656(2011)11-1474-04
锂锡合金中氚扩散行为的计算
谢波',余葵平,刘云怒
(中国工程物理研究院核物理与化学研究所,四川绵阳621900)
摘要:锂锡合金是非常有前景的聚变能源堆液态包层产氚材料,研究氚在其中的扩散行为是很有意义的工作。
本文从氢在金属中扩散的宏观规律出发,依据平板模型初步建立了氚-锂锡体系的扩散模型,利用相关文献数
据,探讨了不同研究方式、氘浓度、温度对扩散行为的影响,分析了这种护散的微观机制。计算结果表明:造成
研究结论之间巨大差异的原因在于锂锡表面物理和化学状态的不同;在468-2000K的温度范围内,氚浓度的
升高引起扩散系数的下降,温度的升高引起扩散系数的增加。
关词:扩散;锂鍋合金;氚;增殖
中分类号:TL64文献标识码:A
Calculation of tritium diffusion behavior in lithium-tin alloy
XIE Bo, WENG Kui-ping, LIU Yun-nu
(Institute of Nuclear Physics and Chemistry, China Academy of Engneering Physic, Mianyang 621900, China)
Abstract Lithium-tin alloy is very prmising production itium materia] for the liquid bianket of fusion energy reactor. It is a signif-
cant work to study the tritium spread behavior in lithium-tin alloy. In order to describe the tritium diffusion in lith umin system, a
del has been built based on the macro-laws of hydrogen spread in the metal. According to the data taken from relevant
literature, diffusion behavior and micro-mehanism of itum have been analyzed under different parameters, such as study ap
proach, tritium concentration, and emperature. The results show that the great ference between many study conclusions is resulted
from the different considerations for the lithium-in surface physical and chemical state, and in 468-2000K temperature range the
higher the concentration of trt um di usion coeficient caused y the ro, and higher temperature causing the diffusion coefficient
highe
Key words: diffusion; lithium-tin alloy; tritium breeding
聚变堆发电将是人类获得取之不尽清洁能源相对成熟、备受推崇的是i1Pb3和Li2Sny,两者
的重要途径。在聚变堆的设计中,包层是实现低共同的特点是化学活性和电导性较低,磁流体动
发电成本和高环境适应性的聚变能源应用的关键力效应较弱,在包层中既充当氚增殖剂,又可作为
部件,其功能包括氚增殖、辐射屏蔽和能量转换冷却剂将热量载带出来。「i12Pb的优势在于Pb
等。包层按氘增殖剂分为液态增殖剂包层和固态还具有中子倍增的功能,而Ji2Snys的特点在于具
增殖剂包层。液态包层氚增殖材料有液态,液有更低的密度、蒸汽压、表面张力和黏度,并且氘
态合金i,Pb,i,Sn,、熔盐 Flibe. Flinabe等。目前在其中的 Sievert's常数是 Li, s Pb的5倍以上,更
收稿曰期:2011-03-09;修回日期:2011-07-0
甚金项目:国家科技部ITER计刘专项国内配套研究(2009GB109006)资助
联系人简介:谢波(1975-),男,副研究员,主要从事氘技术研究。Email:xiebomaps@gmail.com