LBE/辐照协同作用对ADS散裂靶结构材料的损伤机理

基本信息
批准号:91026002
项目类别:重大研究计划
资助金额:500.00
负责人:王志光
学科分类:
依托单位:中国科学院近代物理研究所
批准年份:2010
结题年份:2014
起止时间:2011-01-01 - 2014-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:刘长松,陈家超,郝汀,李艳芬,魏孔芳,李炳生,周明,孔祥山,刘少军
关键词:
LBE合金ADS散裂靶结构材料LBE/辐照协同作用离子辐照
结项摘要

ADS是致力于嬗变放射性核废物、有效利用核资源及产出核能量的强有力工具。但到目前为止,作为其靶材兼冷却剂首选材料的液态PbBi合金(LBE)环境中宽质子/中子混合谱辐照引起的结构材料性能退化问题尚未解决。实验和理论研究表明,高能离子束辐照是模拟研究宽范围质子/中子混合谱辐照效应的有效手段。本项目根据ADS对液态金属散裂靶结构材料的要求,针对尚未解决的LBE/辐照协同作用对材料微观结构和宏观性能的影响这一重要科学问题,选择我国建设ADS可能使用的液态金属散裂靶候选结构材料,以我国大科学工程HIRFL为依托,结合与瑞士PSI的国际合作,以高能离子束辐照为主要工具,辅以计算机模拟,开展LBE环境下候选结构材料辐照损伤效应的研究。期望通过努力,在LBE/辐照协同作用效应这一前沿领域的基础研究方面做出具有国际影响力的工作,同时为我国ADS液态金属散裂靶结构材料的选择和国产化提供重要的数据和科学依据。

项目摘要

液态 PbBi 合金(LBE)环境中辐照引起的材料性能退化是LBE作为靶材兼冷却剂的ADS散裂靶设计中面临的尚未解决的重要科学问题。本项目针对这一科学问题开展了比较系统的研究,在材料研究平台建设、材料抗辐照和抗液态金属腐蚀性能评价、液态金属/辐照损伤在Fe基合金中的协同效应及机制研究等方面,取得了一系列重要进展:.1)自主研制了LBE腐蚀/辐照协同作用研究实验装置,为LBE腐蚀/辐照环境条件下材料性能评估和ADS候选结构材料快速筛选提供了良好的实验条件。.2)利用具有氧控功能的高温腐蚀试验装置,系统开展了T91钢在不同氧浓度及不同流速下的腐蚀试验和200-450℃范围的应力腐蚀试验研究,初步揭示了T91钢在液态金属中的腐蚀机制,获得了氧含量、及表面状态(预置裂纹)对T91钢的液态金属脆化的评估数据。.3)利用多种载能离子辐照,系统开展了不同材料(SIMP、RAFM、T91钢)的对比实验,为新型耐LBE腐蚀、抗辐照材料SIMP钢的研发和性能优化提供了基础数据支持。.4)结合第一性原理和分子动力学计算方法,开展了液态金属腐蚀/辐照损伤在Fe基合金中的协同效应及机制研究,探索了ADS环境下液态金属特性、液态金属-界面相互作用、液态金属和辐照损伤协同作用等,为新型耐LBE腐蚀、抗辐照材料SIMP钢的优化提供了一定的指导。.上述研究成果,有力地推动了新型耐LBE腐蚀、抗辐照材料SIMP钢的研发。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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