流動的液態鋰壁能承受更高的表面熱負荷
2018年12月18日 8:23 4905次瀏覽 來源： 中國科學報 分類： 鋰
近日，中國科學院等離子體物理研究所(以下簡稱等離子體所)在流動液態鋰壁的實驗研究方面取得新進展，相關研究成果發表于核聚變領域期刊《核聚變》上。
流動的液態鋰壁能承受更高的表面熱負荷，具有自我修復能力，越來越被聚變界重視。近年來，等離子體所課題組研究人員在2014年首輪流動液態鋰實驗(一代液態鋰限制器)的基礎上，進一步在鋰壁對氫的控制與機制研究及提高液態鋰在316L不銹鋼基底材料上的浸潤性及界面相互作用研究方面取得突破。
在此基礎上，研究人員通過優化流動液態鋰限制器的結構，包括采用內置式雙電磁泵、均勻分布的分配盒結構、引導盤表面毛細結構等方式，促進鋰表面均勻流動，并采用熱等靜壓工藝，實現了表面不銹鋼與銅熱沉的良好貼合，提高表面的抗腐蝕性。
實驗結果表明，液態鋰在316L不銹鋼表面鋪展面積>80%，基底表面無明顯損傷，且實現了高壓氦氣對液態鋰的冷卻，在歐姆放電中，冷卻效率約55%，也證明了液態鋰可以循環利用。
同時，實驗也發現隨著鋰流量的增加，再循環及鐵雜質水平逐漸降低，等離子體行為提升，在加熱功率達到4.5MW的條件下，未觀察到鋰的大量爆發的現象，并進一步證實了流動液態鋰對邊界局域模(ELM)的緩解效果。隨著液態鋰放電的持續，ELM逐漸緩解或抑制，同時伴隨等離子體約束的改善，這與液態鋰表面鋰的流出與再沉積后對氫再循環的控制密切相關。該研究拓展了流動液態鋰作為未來聚變裝置高熱負荷區第一壁部件應用的可行性。
責任編輯：周大偉
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