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极端条件下第一壁材料的物理问题
发布日期:2015年05月05日   浏览 1016 次
课题名称: 极端条件下第一壁材料的物理问题
研究方向: 凝聚态物理
课题简介:    目前人类社会所使用的能源主要来自化石能源,然而有限储存量的化石能源无法满足人类社会日益增长的需求,这就要求科技界去寻找和研究各种可能的新能源。在各种各样的新能源研究中,唯一能彻底解决人类能源需求难题的是受控热核聚变。这是因为,受控热核聚变中所使用的原料氘和氚在海水中有着极其丰富的含量,同时核聚变不会产生核裂变所出现的长期和高水平的核辐射,不产生核废料,也不产生温室气体,基本不污染环境,提供的是清洁能源。正因为如此,国内外均对此进行着不懈的努力,并获得了重大的进展。
    在热核聚变反应堆运行时,内部不断的进行着核聚变反应,并产生大量携带有高达14MeV能量的中子以及其他高能粒子,且反应内部全部物质处于高温高压的等离子态。聚变堆的第一壁是实验包层模块直接面向等离子体的部件,因此其组成材料又被称为第一壁材料(Plasma Facing Materials, PFMs)。按照设计要求,第一壁材料的局部表面需要承受的峰值热流密度高达20MW/m2。不仅如此,还要有效地控制进入等离子体的杂质(PFMs材料的碎片),这些杂质会对等离子体造成污染,严重的影响着聚变反应的进行。同时,为了快速的有效的移走辐射到材料表面的热功率,第一壁材料还要与导热性能卓著的热沉材料(铜或铜基)连接,这就要求第一壁材料与热沉材料在反应堆服役环境下进行匹配。
    本训练课题主要让高年级本科生阅读相关文献,了解该领域的研究状态。如果有进一步的兴趣,可在计算机上编制小的计算程序,进行初步的理论计算。
申报条件: 申报着具有较好的固体物理基础。能初步熟悉采用计算机开展数值计算。
接收人数: 1
执行时间: 2015-07-01 至 2015-08-31
导师信息: 潘必才 联系邮件:bcpan@ustc.edu.cn
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