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ITER极向场PF6低温超导磁体子系统TAIL设计与分析研究

刘凌宇 , 郑金星 , 宋云涛 , 张浩 , 何欣

低温物理学报

运用有限元方法计算了ITER装置运行不同时刻极向场PF6超导磁体的电磁载荷,并确定磁感应强度最大的时刻,对该时刻进行相应的电磁分析;根据计算所得的电磁结果来计算装置在不同载荷工况下极向场PF6超导磁体关键部件TAIL的结构应力分布及变形情况,对关键部件绝缘子进行低温力学拉伸试验,对相应的结构分析结果进行力学校核并与实验测试结果进行对比分析.分析结果表明,现有TAIL的结构设计具有足够的强度来承受运行过程中的各种载荷工况,从而证明了结构设计的合理性.

关键词: ITER , PF6 , TAIL , 电磁载荷 , 结构分析 , 低温拉伸测试

ITERTF导体铠甲316LN不锈钢管的力学性能

金环 , 武玉 , 刘华军 , 韩奇阳

钢铁研究学报

以ITERTF316LN奥氏体不锈钢无缝管为研究对象,研究了焊接、8%冷变形和650℃、200h的老化处理对316LN不锈钢管性能的影响。分别取母材、焊接接头、经过冷变形和老化处理的焊接接头进行了室温和液氦温度4.2K下的拉伸和冲击性能的研究,并利用扫描电镜对拉伸和冲击断口的微观形貌进行了观察。结果表明,母材、焊接接头和经过冷变形和老化处理的焊接接头在4.2K的断后伸长率和冲击韧性依次降低,经过冷变形和老化处理的焊接接头相比母材和未经过任何处理的焊接接头的抗拉强度和屈服强度均高出50~60MPa。4.2K下,母材的断后伸长率由室温下的48%下降到44%,相反的,焊接接头和经过变形和老化处理的焊接接头的断后伸长率却分别由37%和23%上升到了41%和38%;3种样品在4.2K下的抗拉强度和屈服强度均是室温下的2~3倍。

关键词: 316LN , 拉伸性能 , 冲击韧性 , ITER , TF铠甲

磁体用NbTi超导体的研究进展

李建峰 , 张平祥 , 刘向宏 , 李金山 , 冯勇 , 王天成 , 杜社军 , 刘维涛

材料导报

NbTi是典型的低温超导材料,广泛应用于核磁共振成像(MRI)、核磁共振(NMR)、高能物理(HEP)等领域.常用NbTi超导材料的临界温度Tc为9.6K,4.2K时的上临界场Hc2为11T,因此NbTi超导材料的应用都是在低场范围内,也是不可替代的低场超导材料.综述了NbTi超导材料的发展现状和未来的发展趋势.

关键词: NbTi磁体 , 超导材料 , 临界温度 , ITER

ITER用NbTi超导线材微观组织及性能

李建峰 , 张平祥 , 刘向宏 , 李金山 , 冯勇 , 王天成 , 杜社军 , 刘维涛 ,

稀有金属材料与工程

本研究以国际热核聚变反应堆(International Thermonuclear Experimental Reactor,ITER)磁体极向场用NbTi超导线材的性能优化为目的,通过TEM研究热处理工艺对NbTi超导线材微观组织及4.2 K温度下临界电流的影响.结果表明,具有高Jc值的NbTi在4.2 K条件下析出具有典型形貌的α-Ti钉扎中心,即弥散分布于β-NbTi基体上,高度褶皱及卷曲.较高温度的热处理有利于4.2 K下Jc的提高,但增加热处理次数使Jc值略微降低.

关键词: ITER , NbTi超导线 , 微观组织 , 临界电流

磁体用Nb3Sn超导体研究进展

梁明 , 张平祥 , 卢亚锋 , 李金山 , 李成山 , 唐先德

材料导报

Nb3Sn是典型的低温超导材料,主要应用于高能物理(HEP)和热核聚变(ITER)以及高场核磁共振(NMR)等磁体领域.Nb3Sn材料在2K时的上临界场Hc2达到30T,为其在高场磁体的应用提供了契机.综述了Nb3Sn的发展现状与研究成果,以及近年来其制备工艺的改进和存在的问题.

关键词: Nb3Sn , HEP , ITER , 超导特性 , 制备工艺

蒙特卡罗粒子输运计算自动建模程序MCAM在ITER核分析建模中的应用

曾勤 , 卢磊 , 李莹 , 丁爱平 , 郑善良 , 吴宜灿

原子核物理评论 doi:10.3969/j.issn.1007-4627.2006.02.012

国际热核试验堆(ITER)核分析的主要计算工具是三维蒙特卡罗输运程序MCNP.MCAM(MCNP Auto-Modeling system)作为MCNP 自动建模与可视化软件, 其主要功能是CAD模型与MCNP计算模型之间的数据交互.一方面MCAM可将通用格式的CAD模型转换成MCNP计算模型, 另一方面作为一个可视化工具, 它可以以CAD模型的方式显示MCNP计算模型中几何及材料等相关信息.主要介绍利用MCAM对ITER三维MCNP模型的改进, 主要包括: 包层模块的重建和内包层几何细化;模型环向角度从20°到40°的扩展.

关键词: 自动建模 , MCAM , ITER , 核分析

ITER项目用NbTi/Cu复合超导线的工艺研究

陈自力 , 杜社军 , 刘向宏 , 焦高峰 , 马权 , 吴晓祖 , 刘维涛 , 卢亚峰 , 李成山 , 张平祥 , 周廉

材料导报

为实现高均匀性、高性能的NbTi/Cu多芯复合线的批量生产,需要优化多芯复合线的传统工艺.对复合线材均匀性和超导性能的研究结果表明:经优化后的拉拔-扒皮工艺完全可以取代传统的拉拔-轧制工艺且能改善NbTi/Cu超导线材的Jc值,为低温超导线材的推广使用打下了坚实基础.

关键词: ITER , NbTi超导材料 , 临界电流密度

ITER 实验包层模块初步设计

冯开明 , 张国书 , 王晓宇 , 胡刚 , 袁涛 , 陈志 , 栗再新 , 赵周 , 李增强

原子核物理评论 doi:10.3969/j.issn.1007-4627.2006.02.002

中国国际热核聚变实验堆(ITER)氦冷固态氚增殖剂实验包层模块(CH ITER HC-SB TBM)设计已经完成.给出了HC-SB TBM的总体设计、性能分析和相关辅助系统的设计.HC-SB TBM氚增殖区的设计采用BOT概念, 锂陶瓷做氚增殖剂, 氦气做冷却剂和载氚介质, 铁素体马氏体钢做结构材料, 铍做中子倍增材料.设计和分析结果表明, 所提出的设计具有高氚增殖率、结构简单和工程上可行的特点.

关键词: 国际热核聚变实验堆 , 实验包层模块 , 氦冷固态氚增殖剂包层 , 实验包层模块

聚变堆非电应用的研究进展

张小锋 , 刘维良 , 郭双全

材料导报

近几十年来,ITER(国际热核实验堆)计划在为将来提供商业用电研究方面取得了较大的进展.ITER首先打算搭建一个实验聚变堆,然后再建设一个商业示范聚变堆为今后的正式商业发电做出一定的铺垫.但根据如今世界范围内的研究进展,实现聚变堆的商业发电至少要在2050年.在此之前有必要扩大聚变堆的研究范围,因此聚变堆的非电应用研究必须受到足够的重视.聚变堆的非电应用研究包括短期应用研究和长期应用研究,短期应用研究主要体现在医学、危险物的检测等领域的研究,长期应用研究主要体现在嬗变、氢的制备、空间助推器等领域的研究.综述了聚变堆在各个方面的非电应用研究,并且讨论和举证了聚变堆非电应用的可行性.

关键词: 非电应用 , 聚变堆 , 国际热核实验堆

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