会计学热核聚变反应堆模型(móxíng)核聚变反应堆是能维持核聚变反应并能利用核聚变和中子的装置，本章节主要(zhǔyào)介绍聚变堆各部件选用材料的基本情况。所用的材料主要(zhǔyào)包括：A热核材料；B第一壁材料；C高热流部件材料；D氚增殖材料核聚变堆设计(shèjì)和工况条件1氘：氢的一种(yīzhǒnɡ)同位素，质量数为2，又称重氢，核素符号为D或2H。利用D和H的沸点不同，可通过普通液态氢的精馏过程进行分离。D作为聚变反应堆核燃料使用时，下列两个反应最重要2氚：氢的另一种同位素，质量数为3，核素符号为T或3H。一般通过如下核反应制备：利用D和H的沸点不同，一般采用液氢（氘）精馏、热扩散和色层分离等方法提纯，作为(zuòwéi)核燃料，其聚变反应为：33He，氦的一种同位素，质量数为3。一般通过如下核反应制备(zhìbèi)：作为核燃料，其聚变反应为：第一(dìyī)壁材料1奥氏体不锈钢。该材料具有良好的加工、焊接性能，与氦冷却剂和陶瓷增殖材料相容性好。但屈服强度较低，抗辐照肿胀性较差。可通过(tōngguò)20%冷加工增强其强度和抗辐照肿胀能力，同时降低铬含量，增加镍含量，并加入微量钛可对其进行性能优化。2铁素体和马氏体不锈钢，与奥氏体不锈钢相比，抗辐照肿胀性好，具有(jùyǒu)更高的热应力因子和更好的液态金属腐蚀行为，与候选冷却剂及氚增殖剂的化学相容性好。但对热机械处理十分敏感，退火温度和时间的变化对其性能影响较大，且焊接工艺要求较为苛刻。3钒合金，具有优良的高温力学性能、抗腐蚀肿胀性能和低中子活化特性，与高纯氦相容性好，一般需要在合金表面覆镀一层绝缘性膜。不过存在氢脆现象，且钒合金的工业生产经验和性能数据较为贫乏，目前通常在惰性保护气体或真空(zhēnkōng)环境中进行该合金的焊接工作。2高铀密度铝基弥散燃料，一般为U3Si－Al表示，可增强颗粒(kēlì)与Al基体的相容性。其中U3Si可实现钚在轻水堆中再循环，提高铀资源的利用率。通过共磨或共转换方法得到粉末，再压制成型，烧结成芯块。其优缺点与二氧化铀类似。高热流部件材料：指孔栏和偏滤器中承受高热负荷的部件。其中孔栏介于第一壁和等离子体之间；偏滤器通过干扰约束磁场，控制逃逸的燃料离子和杂质，使其远离第一壁而撞击在偏滤器的收集板上。高热流部件结构材料必须(bìxū)承受高于第一壁表面一个量级的热负荷。偏滤器会受强中子场辐照，应具有高导热率、低膨胀系数、高屈服强度、高塑性、抗氢脆、抗辐照脆化和肿胀、耐冷却介质腐蚀、易加工和焊接性等。1铜合金，目前设计第一壁和偏滤器中可同时使用铜合金。可消散等离子体破裂时产生的局部过热作用。铜合金具有良好的导热效率，但是易受因素影响而变弱：A辐照缺陷组分在低温辐照达到饱和值，相当与热导率降低(jiàngdī)B沉淀或氧化物粒子由于高能离位级联冲击而溶解C嬗变产物（Ni、Zr和Co等）的积累2钼合金，具有熔点高、高温强度高、高热膨胀系数、溅射产额低等优点。且高温下抗晶粒长大，稳定性较好，但延展性小。目前有钼钛合金、钼铼合金等产品。钼合金的发展目标是抑制再结晶脆性和辐照脆性。如加入TiC，可显著增加再结晶温度和减轻辐照损伤的作用，其机制是通过(tōngguò)较细的TiC粒子组织钼合金的晶界移动，且TiC和钼基体间的界面对辐照引起的缺陷起到尾闾作用。3铌合金，除了存在与氢相互作用的问题，其他性能均比钼合金优越，如在惰性气氛中较易焊接，抗辐照脆化性好。氢可由铌合金在水冷却剂中的腐蚀、等离子体中各种氢同位素的注入或溶解以及核嬗变反应所产生，如被铌合金吸收可发生(fāshēng)氢脆。一般通过添加Zr、Ti加以克服。碳、氧等杂质的存在对铌合金的力学性能有影响。目前，铌锆合金是聚变堆经受持续高温部件中有潜力的候选材料。面向等离子材料：是一种保护第一壁、孔栏和偏滤器部件结构材料，使其免受等离子体逃逸粒子的溅射作用。其具体(jùtǐ)要求为：具有低溅射速率、高热冲击抗力、高热负荷能力、低氚存留量、低活化放射性和低衰败余热，一般要求为低原子序数的材料，如碳和铍。1碳纤维复合材料，碳基材料因原子序数低而与等离子体有良好的相容性，具有极好的抗热冲击能力。不易高温下熔化，在高热流密度(mìdù)下有良好的热力学性能。不过对氚的滞留行为有不利的影响，可能与氚共沉积。中子辐照也可减小碳基材料的热导率。其优化：可进行Si掺杂，如抗氧化性可提高几倍，放气总量也要低上1－2个量级，化学溅射量少一半左右2铍，其原子序数(yuánzǐxùshù)比碳还低，对氧的亲和力高，与氢无相互作用，低感生活性和高中子倍增能力，可作为很好的面向等离子材料。不过存在熔化温度低，蒸气压高，物理溅射产额高，具有一定毒