聚变堆产氚包层产氚率液闪法测量技术研究

摘要

聚变堆产氚包层产氚性能评价是实现聚变堆“氚自持”的重要课题之一。要实现产氚包层的准确评价，关键是要解决产氚率准确测量的问题。本论文开展了聚变堆产氚包层产氚率液闪测量技术及液闪样品制备技术的相关研究，对将来开展产氚包层产氚率测量和评价具有重要意义。论文研究的主要内容和结果如下：
　　开展了对正硅酸锂、碳酸锂、氧化锂三种备选探测片在产氚包层中的产氚随深度的分布蒙特卡罗模拟，结果显示，随着包层深度的增加，产氚呈下降趋势；开展了封装材料对探测片产氚量影响的模拟研究，结果显示铝箔封装影响最小，铝箔封装是较好的选择；开展了三种探测片尺寸对探测片产氚量影响的模拟研究，结果显示，探测片的最佳厚度为1mm。
　　开展了碳酸锂探测片液闪样品制备方法研究，初步确定盐酸溶解碳酸锂探测片能制备出透明度高且无分层的液闪样品的制备技术，但盐酸用量不宜过多，否则会导致样 品分层和氚计数效率降低；开展了铝箔封装碳酸锂探测片液闪样品制备方法和影响因素的研究，结果表明，采用氢氧化钠溶液加盐酸来溶解铝箔封装碳酸锂探测片，能制成透明度高且无分层的液闪样品，但温度对液闪样品的兼容性会产生较大影响，液闪样品保存和测量时环境温度应保持在10℃至20℃范围；开展了正硅酸锂探测片液闪样品制备方法的研究，采用合适的混合酸并在加热的条件下能实现正硅酸锂的溶解，取少部分溶解液与闪烁液混合能制备透明度高且无分层的液闪样品；开展了氧化锂探测片的液闪样品制备方法研究，在用盐酸溶解氧化锂探测片时会产生大量白烟以及大量热量，可能会造成氚明显逃逸，溶解后的溶液可以制备出透明度高且无分层的液闪样品。
　　对液闪法产氚率测量中的淬灭校正方法进行了研究，即对内标准法和外标准转换谱指数法在产氚率测量上提出了改进，为实现产氚率准确测量做好准备；对液闪样品制备过程存在的氚逃逸进行了分析，并初步给出了氚逃逸率实验测量值，为将来产氚率准确测量的氚逃逸修正提供了有价值的参考数据。
　　对制备的铝箔包裹碳酸锂探测片用反应堆热中子源进行辐照，并开展了液闪法产氚测量的初步实验研究。但由于实验条件不满足实验设计，导致实验数据和模拟数据有一定差别，需进一步的实验研究。

目录

声明

第一章 引言

1.1 研究背景及意义

1.2 聚变堆产氚包层简介

1.3产氚率测量技术综述

1.4产氚率测量的研究现状

1.5论文的主要研究内容

第二章 产氚包层产氚率液闪法测量原理

2.1 产氚包层的产氚原理

2.2 产氚率测量原理

2.3 液闪测量技术原理

2.4总结

第三章 产氚包层相关问题的蒙特卡罗模拟分析

3.1 产氚包层的产氚分布模拟

3.2 不同封装材料对探测片产氚的影响模拟

3.3 探测片尺寸对产氚量的影响模拟

3.4 总结

第四章 产氚率测量液闪样品制备方法研究

4.1 碳酸锂探测片的液闪样品制备

4.2铝箔封装碳酸锂探测片的液闪样品制备

4.3 正硅酸锂探测片的液闪样品制备方法初步研究

4.4 氧化锂探测片的液闪样品制备

4.5 总结

第五章 液闪法氚测量中的关键问题研究

5.1 产氚率液闪测量的淬灭校正方法

5.2 液闪样品制备过程中的氚逃逸分析

5.3 氚测量不确定度分析

5.4 总结

第六章 碳酸锂探测片产氚测量初步实验研究

6.1蒙特卡罗模拟及实验设计

6.2辐照实验

6.3总结

第七章 总结及展望

1、总结

2、展望

参考文献

在学期间的研究成果

致谢