聚变堆金属材料中子辐照多尺度计算模拟

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原 子 能 科 学 技 术 ! ! 第!!卷
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收 稿 日 期 ()()B)AB(C修 回 日 期 ()()B")B"D 基 金 项 目 国 家 磁 约 束 核 聚 变 能 发 展 研 究 专 项 资 助 项 目 ()"EF=/)C)E")) 作 者 简 介 吕 广 宏 ";@; 男 北 京 人 教 授 博 士 从 事 金 属 材 料 辐 照 行 为 的 多 尺 度 计 算 模 拟 与 实 验 研 究
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原子能科学技术 *+$,-./012345.-10.160781.90$%$34
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聚变堆金属材料中子辐照多尺度计算模拟
吕广宏
北 京 航 空 航 天 大 学 北 京 !"))";"
摘要中子辐照条件下材料结构与性能是中国聚变工程实验 堆 <=/8>以 及 未 来 聚 变 反 应 堆 工 程 设 计 的重要依据钨材料是 <=/8> 拟全面使用的壁材料但中 子 辐 照 导 致 钨 硬 度 升 高 和 韧 性 大 幅 下 降严 重影响材料的服役性能进而影 响 <=/8> 运 行 的 安 全 性 和 稳 定 性 在 目 前 缺 乏 聚 变 中 子 源 进 行 辐 照 实验的情况下开展聚变堆材料中子辐照模拟研究 显 得 愈 发 重 要 和 紧 迫 在 国 家 磁 约 束 核 聚 变 能 发 展 研究专项的支持下本文以钨为模型材料构建金属 材 料 聚 变 中 子 辐 照 模 拟 平 台解 决 中 子 辐 照 模 拟 的 共性关键技术问题实现中子级联损伤"辐照微结构"力热性能的多尺度模拟籍此预 测 聚 变 中 子 辐 照 条件下材料的行为 关 键 词 聚 变 金 属 材 料 中 子 辐 照 计 算 模 拟 中图分类号8?@A!!! 文献标志码*!!!文章编号")))B@;C"()(")"B)))"B)A !"#")&A!CE4GH&()()&4$IJ-60&)!);
!!中子辐照损伤是使聚变堆材 严 重 影 响 聚 变 堆 运行的安全性和稳定性 $ )"* 但中子辐照下 材 料 服役行为评 价 难 度 大+费 用 高+周 期 长!造 成 系 统 数 据 的 匮 乏 !严 重 制 约 了 其 失 效 行 为 +规 律 评 价与寿 命 预 测 技 术 的 发 展$ 在 缺 乏"DX" S1# 高 能 强 流 中 子 装 置 进 行 辐 照 实 验 的 情 况 下!聚 变堆材料中子辐照行为研究主要聚焦于裂变中 子 实 验 模 拟+离 子 辐 照 实 验 模 拟 和 多 尺 度 计 算 模拟 $ )(* 由 于 嬗 变 速 率 +损 伤 速 率 +损 伤 空 间 分 布 情 况 以 及 Y1'7N6等 条 件 与 聚 变 条 件 不 同 !裂 变 中 子 实 验 无 法 完 全 准 确 预 测 聚 变 堆 材 料 的 中 子 辐 照 行 为 $ 因此!构 建 聚 变 堆 金 属 材料中子辐照模拟平台是中国聚变工程实验堆 "<=/8>#工 程 设 计 的 迫 切 需 要 $
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