CFETR第一壁及赤道面外包層中子輻照損傷初步分析

石 巍 曾 勤 李 衛 陳紅麗

（中國科學技術大學 核科學技術學院 合肥 230027）

CFETR第一壁及赤道面外包層中子輻照損傷初步分析

石 巍 曾 勤 李 衛 陳紅麗

（中國科學技術大學 核科學技術學院 合肥 230027）

中國聚變工程實驗堆(Chinese Fusion Engineering Testing Reactor, CFETR)的包層和偏濾器第一壁面向堆芯等離子體，第一壁輻照損傷分析對于托克馬克安全運行至關重要。赤道面外包層較其它包層距離堆芯等離子體中心更近，其結構材料承受中子輻照大。因此，進行中子輻照損傷評估十分必要?；诖四康?，采用計算機輔助設計(Computer Aided Design, CAD)模型和蒙特卡羅中子學建模轉換接口McCAD完成中子學建模，并用蒙特卡羅方法的粒子輸運程序計算第一壁和氦冷固態外包層結構材料輻照損傷。此外，對比了鈹和鎢作為面向等離子體材料兩種情況下第一壁的受損情況。計算結果表明，氦冷固態包層模型下結構材料可以滿足CFETR一期的運行要求。

中國聚變工程實驗堆，第一壁，赤道面外包層，中子輻照損傷

中國聚變工程實驗堆(Chinese Fusion Engineering Test Reactor, CFETR)是一個類似國際熱核聚變實驗堆(International Thermonuclear Experimental Reactor, ITER)堆芯的超導托卡馬克聚變實驗裝置，用于彌補ITER與未來聚變示范堆的技術空白。CFETR一期的主要目標是建立一個功率為50-200 MW聚變堆，并且實現氚自持[1-2]。為確保一期正常運行7-8 a的目標，對第一壁和外包層結構材料進行中子輻照損傷分析顯得尤為重要。

本文基于CFETR氦冷固態包層(Helium Cooled Solid Blanket, HCSB)模型[3]下開展中子輻照損傷分析，采用蒙特卡羅中子-光子輸運軟件MCNP對于第一壁和赤道面外包層的平均原子離位(Displacements Per Atom, DPA)和氣體濃度產值（氦產值、氫產值）進行計算。……