聚变堆材料

前言

第1章聚变能与聚变堆

1.1聚变反应与聚变能

1.1.1核子结合能

1.1.2劳逊判据

1.2聚变堆

1.2.1惯性约束聚变堆

1.2.2磁约束聚变堆

参考文献

第2章聚变堆材料特殊问题和第一壁结构

2.1第一壁材料问题

2.1.1工作环境

2.1.2等离子体-材料表面相互作用

2.1.3高能中子辐照效应

2.2第一壁结构

2.2.1第一壁表面覆盖材料

2.2.2第一壁结构材料

2.2.3高热流密度材料

2.2.4低活化材料

2.2.5具体的第一壁结构示例

参考文献

第3章第一壁结构材料

3.1奥氏体不锈钢

3.1.1基本性能

3.1.2辐照效应

3.1.3奥氏体钢性能的改进

3.1.4降低活性奥氏体钢

3.2降低活性铁素体/马氏体钢

3.2.1基本性能

3.2.2辐照效应

3.2.3RAFM钢的生产

3.2.4钢的调整和改进

3.3钒合金

3.3.1合金的制备和物理冶金

3.3.2连接

3.3.3未辐照材料的力学性能

3.3.4辐照效应

3.3.5高温力学性能

3.3.6环境的影响

3.4SiC/SiC复合材料

3.4.1材料发展现状

3.4.2与SiC使用有关的问题

3.4.3现在的SiC基复合材料的辐照稳定性

3.4.4环境影响

参考文献

第4章面向等离子体材料

4.1碳纤维复合材料

4.1.1CFC材料的研究和发展

4.1.2影响CFC应用的问题

4.1.3CFC护甲组件的制造和高热流密度实验

4.1.4CFC的一些其他性能

4.1.5未来的研究和发展

4.2铍

4.2.1生产

4.2.2杂质控制

4.2.3连接和高热流密度性能

4.2.4力学性能

4.2.5化学反应性

4.2.6辐照效应

4.2.7与等离子体的相互作用

4.2.8卵石床行为

4.2.9熔盐

4.2.10卫生与安全

4.3钨和钨合金

4.3.1基本性能

4.3.2钨的延性、再结晶和机加工

4.3.3等离子体-表面相互作用和护甲寿命

4.3.4中子辐照对钨的影响

4.3.5用于与等离子体相互作用部件的钨

4.3.6未来的研究计划

参考文献

第5章高热流密度部件结构材料

5.1铜合金

5.1.1ITER级铜合金的成分

5.1.2铜中缺陷的产生和积累

5.1.3物理和力学性能与剂量和温度的关系

5.1.4部件制造对铜合金拉伸性能的影响

5.2钼合金

5.2.1钼及其合金的韧性-脆性转变温度

5.2.2钼及其合金的拉伸强度和断裂韧性

5.2.3钼合金的微观结构

5.2.4抗再结晶和辐照脆性的钼合金的发展

5.2.5钼焊件延性的改进

5.3铌合金

5.3.1铌合金与氢的相互作用

5.3.2Nb-1Zr合金

参考文献

第6章氚增殖材料

6.1液态增殖材料

6.1.1水冷液态金属增殖包层

6.1.2自冷却液态金属增殖包层

6.1.3水自冷却包层概念

6.1.4物理化学性能

6.1.5监测系统

6.1.6氚回收

6.1.7腐蚀和相容性

6.2陶瓷增殖材料

6.2.1陶瓷增殖剂的制备和加工

6.2.2材料性能

6.2.3辐照性能

6.2.4氚输运和释放

参考文献

第7章绝缘材料

7.1尺寸稳定性

7.2热导率

7.3绝缘陶瓷的电阻降质

7.3.1辐照引起的电导率

7.3.2辐照引起的电降质

7.3.3表面降质

7.3.4辐照引起的电动力

7.4介电性能

7.5电子回旋共振加热窗材料进展

7.6力学性能的劣化

7.7光学性能的劣化

7.8中性束注入气体中的RIC

参考文献

第8章超导磁体

8.1超导材料

8.1.1铌钛合金

8.1.2Nb3Sn超导体

8.1.3V2(Hf,Zr)超导体

8.1.4超导体的辐照损伤

8.1.5母体材料及其辐照行为

8.1.6新的高Tc超导体

8.2绝缘材料

8.2.1辐照损伤机制

8.2.2辐照下力学性能的劣化

8.2.3辐照对电性能的影响

8.2.4气体的逸出和退火

8.3金属结构材料(钢)

参考文献

第9章其他材料

9.1冷却介质材料

9.2中子倍增材料

9.3慢化剂和反射层材料

9.3.1氚增殖比

9.3.2包层能量增加因子

9.3.3防护层能量沉积

9.4防护材料

参考文献

　　聚变能是一种人们一直在努力追求的可控工程，其研究工作也在大量进行。本书是“核材料科学与工程”丛书之一，该书共分9章，重点对聚变堆各种部件的材料现在研究的成果进行了详细的整理和分析，其所述内容大多取材于历次聚变堆材料国际会期议的资料，具体内容包括聚变堆材料特殊问题和第一壁结构、奥氏体钢性能的改进、面向等离子体材料、高热流密度部件结构材料、氚增殖材料、超导磁体等。该书可供各高等院校作为教材使用，也可供从事相关工作的工作人员作为参考书使用。　　本书简要介绍了磁约束和惯性约束聚变反应堆的基本概念以及聚变堆材料的特殊问题和第一壁结构，并以国际热核实验堆(ITER)的候选材料为重点，着重介绍了第一壁结构材料、面向等离子体材料、高热流密度部件材料、氚增殖材料、绝缘材料和超导材料；并简单介绍了冷却介质、中子倍增材料、慢化剂和反射层以及防护材料。　　本书对从事反应堆材料研究特别是聚变堆设计和材料研究的科技人员以及相关材料专业的大学本科生和研究生都有参考价值。