CFETR先进小样品辐照胶囊优化与热工安全分析

来源：核动力工程杂志2024年第2期北京时间：

作者：刘畅, 刘文斌, 戴勇, 孙寿华, 张平, 康长虎, 宋霁阳, 王凯民, 彭蕾, 郑鹏飞

单位：1.中国核动力研究设计院，成都，610213；2.瑞士保罗谢尔研究所，瑞士，5303 Villigen；3.中国科学技术大学，合肥，230026；4.核工业西南物理研究院，成都，610225；

摘要：中国聚变工程试验堆（CFETR）先进材料辐照考验样品所在胶囊结构较为复杂，其内部填充氦气，胶囊肋条尺寸、位置以及胶囊内部填充材料对样品温度影响大。基于STAR-CCM+程序建立CFETR先进小样品辐照装置内胶囊全尺寸模型，针对样品的目标温度，对胶囊的肋条和填充材料进行了调整。对于胶囊内整体样品释热率较低的情况，采用释热率较大的钨材料作为填充材料，可以明显提高整体样品温度；对于局部样品释热率差别较大的情况，调整局部肋条的尺寸和位置，能够很好控制样品间的温度，使样品计算温度满足目标温度范围。结果表明：采用上述方法进行优化后，样品中心温度能够满足目标温度范围，且满足入高通量工程试验堆（HFETR）辐照的热工安全，保证整个辐照任务能够顺利开展。

关键词：CFETR, 胶囊, 肋条, 填充物, 优化, HFETR

基金资助：国家磁约束核聚变能发展研究专项（2018YFE0307100）