熔鹽堆是第四代反應(yīng)堆的候選堆型之一，其燃料鹽含有大量的鋰，在堆芯內(nèi)被中子輻照后會(huì)生成一定量的氚。在高溫下，放射性的氚能夠透過結(jié)構(gòu)材料管壁進(jìn)入蒸汽系統(tǒng)和大氣環(huán)境中，對(duì)環(huán)境和人體造成潛在的輻照危害。因此，必須要對(duì)熔鹽堆中的氚進(jìn)行控制。為了有效控制熔鹽堆中的氚，研究氚在堆結(jié)構(gòu)材料中的滲透過程具有重要意義。氚是氫的放射性同位素，其化學(xué)特性和行為與氫、氘相似，所以基于氫、氘的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以模擬氚在結(jié)構(gòu)材料中滲透行為。實(shí)驗(yàn)材料選取熔鹽堆候選的結(jié)構(gòu)材料Hastelloy N、GH3535，以及同為鎳基合金的Hastelloy C-230、Hastelloy C-276。本研究采用壓力差驅(qū)動(dòng)法，在400700oC和540kPa的實(shí)驗(yàn)條件下，獲得了氫氣、氘氣在這四種鎳基合金中的滲透系數(shù)，并初步估算氚在這四種合金材料中的滲透系數(shù)。其結(jié)果表明：氫氣、氘氣在鎳基合金中的滲透通量與氣體壓力的平方根成正比。隨著溫度升高，氣體滲透平衡所需時(shí)間縮短，滲透系數(shù)逐漸增大,與溫度倒數(shù)的關(guān)系符合阿倫尼烏斯公式。在相同溫度下，氫氣和氘氣的滲透系數(shù)比值接近1.4，符合經(jīng)典擴(kuò)散理論，即同位素效應(yīng)。當(dāng)樣品厚度在0.92mm的范圍內(nèi)，... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所)上海市

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
第一章 緒論
    1.1 熔鹽堆簡介
        1.1.1 第四代核能系統(tǒng)
        1.1.2 熔鹽堆發(fā)展歷程
        1.1.3 熔鹽堆結(jié)構(gòu)材料
    1.2 熔鹽堆與氚
        1.2.1 氚的產(chǎn)生
        1.2.2 氚的危害
        1.2.3 氚的控制
    1.3 氚在堆結(jié)構(gòu)材料中行為及研究現(xiàn)狀
    1.4 本論文的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)
        1.4.1 論文研究內(nèi)容
        1.4.2 論文結(jié)構(gòu)框架
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
    2.2 實(shí)驗(yàn)裝置
        2.2.1 樣品制備設(shè)備
        2.2.2 測(cè)試裝置
    2.3 實(shí)驗(yàn)方法
        2.3.1 樣品處理
        2.3.2 實(shí)驗(yàn)操作
        2.3.3 數(shù)據(jù)處理
    2.4 滲透實(shí)驗(yàn)可行性驗(yàn)證
第三章 氫、氘在熔鹽堆結(jié)構(gòu)材料中的滲透
    3.1 引言
    3.2 在 Hastelloy C-230 合金中氫、氘的滲透情況
    3.3 在 Hastelloy C-276 合金中氫、氘的滲透情況
    3.4 在 Hastelloy N 合金中氫、氘的滲透情況
    3.5 在 GH3535 合金中氫、氘的滲透情況
    3.6 四種鎳基合金中氫、氘的滲透情況對(duì)比
    3.7 本章小結(jié)
第四章 氚在熔鹽堆結(jié)構(gòu)材料中滲透的估算
    4.1 引言
    4.2 氚在結(jié)構(gòu)材料中滲透特性推演
    4.3 氫、氘在熔鹽堆結(jié)構(gòu)材料中滲透系數(shù)
    4.4 氚在熔鹽堆結(jié)構(gòu)材料中的滲透系數(shù)
    4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)和展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
文章發(fā)表情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[7]摻雜合金元素法抑制金屬中氦脆的研究進(jìn)展[J]. 向鑫,劉柯釗,陳長安.  材料導(dǎo)報(bào). 2010(03)
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本文編號(hào)：3257898