TMP结构、材料对冷冻靶温度场的影响

作者：唐鹏; 代云雅; 廖其龙^*

来源：原子能科学技术, 2020, 54(10): 1947-1955.

• 黑腔结构
• 套筒材料
• 靶丸表面温差
• 数值模拟

氘氚冰靶的均匀性和表面光滑程度对靶的表现非常重要,高质量的冷冻靶要求靶丸表面最大温差不高于0.1 mK,而影响冷冻靶温度场的因素众多。本文采用计算流体力学软件FLUENT研究了套筒壁厚(0.2、0.5、0.75、1、1.25、1.5、1.75、2 mm)、材料(AL5052、SS304和高纯铜)以及黑腔结构(单凸环和双凸环)对冷冻靶温度场的影响。计算结果表明:黑腔采用双凸环结构,靶丸表面温差较小;随套筒壁厚的增加,黑腔内气体自然对流强度降低,靶丸表面温度场均匀度提高,靶丸表面温差减小;由于铜具有高的导热系数及比热,选用铜作为套筒材料使得靶丸表面温度更低,温度场更加均匀。将套筒壁厚、材料、黑腔结构综合考虑,发现套筒壁厚为1 mm、材料选用高纯铜、采用黑腔结构双凸环设计时靶丸表面温度场均匀性最好。

• 单位
  西南科技大学