中國科學院合肥物質科學研究院王海霞研究員領導的課題組揭示了鈦酸鋰(Li2TiO3)增殖劑在聚變中子輻照下的氚釋放行為，為聚變反應堆固體包層設計優(yōu)化做出了貢獻。
固體增殖劑的氚增殖和釋放行為對于聚變反應堆固體包層的設計至關重要。然而，大多數(shù)增殖劑輻照研究使用裂變中子、離子源或伽馬源，對14MeV聚變中子輻照的了解存在空白。因此，使用聚變中子源對Li2TiO3進行了實驗，以研究高能中子對固體增殖劑中氚生成和釋放性能的影響。
本研究開發(fā)了一種專門的氚釋放系統(tǒng)，用于測量和收集聚變中子輻照后的氚。該系統(tǒng)的收集效率接近100%，結合了氚收集起泡器、自動更換技術和催化氧化。通過最大限度地減少氚損失并監(jiān)測氚化水(HTO)和氚氣的釋放，該系統(tǒng)可以研究溫度、濕度和加熱速率等各種條件下氚的釋放行為。
實驗結果表明，室溫下，經(jīng)聚變中子輻照的Li2TiO3樣品有少量但可見的氚釋放，表明缺陷具有自修復行為;隨著樣品溫度的升高，Li2TiO3出現(xiàn)氚釋放峰，主要釋放的是HTO。
此外，掃氣中的濕度、不同的氚測量方法和加熱速率等因素也會顯著影響氚的釋放行為。
王海霞教授說：“我們的研究結果為理解聚變中子輻照對氚釋放機制的影響提供了新的見解。”
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