Математическое моделирование процесса выделения трития из титаната лития в условиях реакторного облучения.   Mathematical modelling of processes of burning out tritium from lithium titanate in conditions reactor irradiation

А. А. Куйкабаева; И. Л. Тажибаева; И. Н. Бекман

Авторы

А. А. Куйкабаева Казахский национальный университет им. аль-Фараби
И. Л. Тажибаева Казахский национальный университет им. аль-Фараби
И. Н. Бекман Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Ключевые слова:

термоядерный реактор, бланкет, наработка трития, диффузия трития, литиевая керамика, нейтронное облучение, радиационные дефекты, fusion reactor, blanket, tritium generation, tritium diffusion lithium ceramics, neutron irradiation, radiation defects

Аннотация

Предложено математическое и программное обеспечение реакторных экспериментов, которое позволило интерпретировать результаты экспериментов по изучению выделения трития, непрерывно генерируемого в результате ядерной реакции лития-6 с тепловыми нейтронами при наличии переменных термических воздействий на метатитанат лития. Рассчитаны основные параметры газовыделения, необходимые для оценки пригодности гранул из титаната лития для использования их в тритиевых бридерах: доля газовыделения, удержание трития в материале, время удержания, энергии активации термодесорбции НТ и объёмной диффузии Т+ , а также соответствующие им предъэкспоненциальные (частотные) множители. Показано, что коэффициент диффузии трития активно увеличивается только первые 10 месяцев реакторного облучения метатитаната лития, затем эффективный коэффициент диффузии стабилизируется на значении примерно 1,310-7 см2/сек и в дальнейшем не меняется или меняется очень слабо. Automation and processing software was developed for interpretation of the results of reactor experiments on tritium release study. Tritium was continuously generated as a result of nuclear reaction of lithium-6 and thermal neutrons under variable thermal impacts on lithium metatitanate. Main gas release parameters, which are necessary for assessment of applicability to use the lithium titanate granules in tritium blankets, were calculated: tritium retention/release ratio, retention time, activation energy of HT thermodesorption, activation energy of T+ bulk diffusion, and corresponding pre-exponential (frequency) factors. It was shown that tritium diffusion coefficient was actively increasing during first 10 months of reactor irradiation of lithium metatitanate, then effective diffusion coefficient stabilized at the value of 1.3×10-7 cm2/s and afterwards the coefficient didn’t change or changed insignificantly.