一種液態(tài)金屬飛濺抑制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型提出一種能夠抑制液態(tài)技術(shù)飛濺，有效防止飛濺的液滴造成堆芯等離子被污染，破壞等離子體的反應(yīng)的液態(tài)金屬飛濺抑制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]聚變反應(yīng)堆堆芯，等離子體發(fā)生著劇烈的放電反應(yīng)，對(duì)第一壁材料的最高熱負(fù)荷達(dá)到100Mff/m2，目前的固體材料只能承受8Mff/m2的能量負(fù)載，即使材料科學(xué)得到充分的發(fā)展，預(yù)計(jì)固體靶板材料也只能承受約20Mff/m2左右的熱負(fù)荷，無(wú)法滿(mǎn)足未來(lái)聚變堆面向等離子部件(PFC)所需求的巨大能量負(fù)荷。
[0003]目前第一壁材料的研究熱點(diǎn)集中在液態(tài)金屬上，液體金屬能承受更高通量的中子輻照和表面熱負(fù)荷(50Mff/m2)，導(dǎo)熱性強(qiáng)、液相溫度范圍大、易于補(bǔ)充等特點(diǎn)都是液態(tài)金屬的優(yōu)勢(shì)所在，同時(shí)通過(guò)使用循環(huán)、過(guò)濾結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)熱量的排除和吸附粒子的循環(huán)更新，減少腐蝕并顯著地延長(zhǎng)第一壁的使用壽命。
[0004]在聚變堆超強(qiáng)環(huán)形磁場(chǎng)的環(huán)境中，等離子體放電會(huì)產(chǎn)生上萬(wàn)安培(A)的等離子體電流，磁場(chǎng)和電場(chǎng)共同作用在液態(tài)金屬上會(huì)產(chǎn)生指向等離子體的電磁力，因而發(fā)生金屬液滴的飛濺現(xiàn)象，金屬液滴脫離原始液膜進(jìn)入堆芯等離子體中；飛濺的液滴會(huì)造成堆芯等離子被污染，同時(shí)會(huì)破壞等離子體的反應(yīng)，嚴(yán)重威脅著聚變堆的安全性和穩(wěn)定性；
[0005]因此，迫切需要一種能夠一直液態(tài)金屬飛濺的裝置。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型提出一種液態(tài)金屬飛濺抑制裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中液態(tài)金屬飛濺的問(wèn)題。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0008]—種液態(tài)金屬飛濺抑制裝置，包括:
[0009]抑制本體及成排設(shè)置在抑制本體上的若干抑制孔；
[0010]相鄰排的若干抑制孔交錯(cuò)設(shè)置；且，
[0011]相鄰抑制孔之間的孔心距離相等。
[0012]作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，同排相鄰抑制孔的孔心距離相等；相鄰排抑制孔的孔心距離相等。
[0013]優(yōu)選的，同排相鄰抑制孔的孔心距離為3mm ;相鄰排抑制孔的孔心距離為3mm。
[0014]優(yōu)選的，抑制孔的孔徑為2mm。
[0015]優(yōu)選的，抑制本體的厚度為0.5mm。
[0016]優(yōu)選的，抑制本體為不銹鋼抑制本體。
[0017]聚變反應(yīng)堆堆芯，等離子體發(fā)生著劇烈的放電反應(yīng)，在磁場(chǎng)和電場(chǎng)共同作用下有機(jī)玻璃中的液態(tài)金屬會(huì)產(chǎn)生劇烈的飛派現(xiàn)象，當(dāng)初始液膜的厚度和外加磁場(chǎng)的大小一定時(shí)，飛濺現(xiàn)象就與外加的電流大小有最直接的關(guān)系，只有當(dāng)電流值增大到某一閾值時(shí)，飛濺現(xiàn)象才會(huì)發(fā)生，超過(guò)閾值后，飛濺現(xiàn)象會(huì)更加劇烈，有更多的液滴脫離液柱，向各個(gè)方向射出；
[0018]在液態(tài)金屬發(fā)生飛濺之前，液體首選聚集在一起形成凸起的形狀，其受到向上的電磁力，向下的重力和表面張力，此時(shí)合力向上，凸起液體的加速度向上，使得其加速向上運(yùn)動(dòng)形成液柱，由于液柱向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中曲率半徑減小，液柱內(nèi)外壓差Λ P = 2 σ /R也減小，表面張力減小，使得液柱的加速度逐漸減小至方向朝下，最終液柱保持直立幾乎靜止地立在原地。
[0019]通過(guò)本實(shí)用新型中的液態(tài)金屬飛濺抑制裝置設(shè)置在金屬液膜上，可以使液體形成凸起的形狀下就必須克服外加的一個(gè)表面張力的作用才能夠突破抑制孔形成直立的液柱；當(dāng)液態(tài)金屬在液膜表面形成凸起的形狀時(shí)，曲率半徑遠(yuǎn)大于抑制孔的孔徑，液態(tài)不僅受到自身表面張力的約束，更受到外加的一個(gè)更大的表面張力的束縛，很難向上運(yùn)動(dòng)形成液柱并發(fā)生飛濺，由此實(shí)現(xiàn)控制液態(tài)金屬的飛濺；
[0020]本實(shí)用新型的技術(shù)方案，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且制作成本低，可以大面積運(yùn)用在聚變堆第一壁面向等離子部件中。
【附圖說(shuō)明】
[0021]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1為本實(shí)用新型一種液態(tài)金屬飛濺抑制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖中:
[0024]1、抑制本體；2、抑制孔。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0026]如圖1所示，本實(shí)用新型提出的一種液態(tài)金屬飛濺抑制裝置，包括:
[0027]若干抑制孔2分為若干排，且每排之間的距離相等的設(shè)置在抑制本體1上，優(yōu)選的，抑制孔2的孔徑為2mm ；
[0028]本實(shí)用新型中，相鄰排的若干抑制孔2交錯(cuò)設(shè)置，且，相鄰抑制孔2之間的孔心距離相等，本實(shí)用新型中，不僅同排相鄰抑制孔2的孔心距離相等；且相鄰排抑制孔2的孔心距離相等；優(yōu)選的，同排相鄰抑制孔2的孔心距離為3mm ;相鄰排抑制孔2的孔心距離為3mm ；
[0029]當(dāng)然根據(jù)液態(tài)金屬的性質(zhì)變化可以改變抑制孔2的孔徑，當(dāng)然隨著孔徑的改變，同排相鄰抑制孔2的孔心距離需要隨之進(jìn)行改變；相鄰排抑制孔2的孔心同樣也需要隨之改變；
[0030]當(dāng)需要使用時(shí)，將抑制本體1放置于液態(tài)金屬上，通過(guò)抑制本體1及若干抑制孔2的結(jié)合，抑制液態(tài)金屬的飛濺；
[0031]其中，
[0032]為保證一直本體的強(qiáng)度及使用壽命，本實(shí)用新型中優(yōu)選的抑制本體1為不銹鋼抑制本體1，具體的有304不銹鋼抑制本體1，且抑制本體1的厚度為0.3?1mm，本實(shí)用新型中當(dāng)抑制本體1的厚度在0.5mm時(shí)，成本及強(qiáng)度更為適中。
[0033]通過(guò)本實(shí)用新型中的一直本體置于金屬液膜上，可以使液體形成凸起的形狀下就必須克服外加的一個(gè)表面張力的作用才能夠突破抑制孔2形成直立的液柱；當(dāng)液態(tài)金屬在液膜表面形成凸起的形狀時(shí)，曲率半徑遠(yuǎn)大于抑制孔2的孔徑，液態(tài)不僅受到自身表面張力的約束，更受到外加的一個(gè)更大的表面張力的束縛，很難向上運(yùn)動(dòng)形成液柱并發(fā)生飛濺，由此實(shí)現(xiàn)控制液態(tài)金屬的飛濺；
[0034]本實(shí)用新型的技術(shù)方案，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且制作成本低，可以大面積運(yùn)用在聚變堆第一壁面向等離子部件中。
[0035]以上僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種液態(tài)金屬飛濺抑制裝置，其特征在于，包括: 抑制本體(1)及成排設(shè)置在所述抑制本體(1)上的若干抑制孔(2); 相鄰排的若干所述抑制孔(2)交錯(cuò)設(shè)置；且， 相鄰所述抑制孔(2)之間的孔心距離相等。2.如權(quán)利要求1所述的液態(tài)金屬飛濺抑制裝置，其特征在于，同排相鄰所述抑制孔(2)的孔心距離相等；相鄰排所述抑制孔⑵的孔心距離相等。3.如權(quán)利要求2所述的液態(tài)金屬飛濺抑制裝置，其特征在于，同排相鄰所述抑制孔(2)的孔心距離為3mm ;相鄰排所述抑制孔(2)的孔心距離為3mm。4.如權(quán)利要求1所述的液態(tài)金屬飛濺抑制裝置，其特征在于，所述抑制孔(2)的孔徑為2mm ο5.如權(quán)利要求1所述的液態(tài)金屬飛濺抑制裝置，其特征在于，所述抑制本體(1)的厚度為 0.5mmο6.如權(quán)利要求1所述的液態(tài)金屬飛濺抑制裝置，其特征在于，所述抑制本體(1)為不銹鋼抑制本體(1)。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提出了一種液態(tài)金屬飛濺抑制裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中液態(tài)金屬飛濺的問(wèn)題，包括抑制本體及成排設(shè)置在抑制本體上的若干抑制孔；相鄰排的若干抑制孔交錯(cuò)設(shè)置；且，相鄰抑制孔之間的孔心距離相等；本實(shí)用新型提出的液態(tài)金屬飛濺抑制裝置能夠有效的抑制金屬飛濺，防止對(duì)等離子被污染，影響等離子反應(yīng)等問(wèn)題的發(fā)生，且本實(shí)用新型的技術(shù)方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且制作成本低，可以大面積運(yùn)用在聚變堆第一壁面向等離子部件中。
【IPC分類(lèi)】G21B1/11
【公開(kāi)號(hào)】CN204966060
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520721291
【發(fā)明人】王增輝, 賈瀟, 倪明玖
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年9月18日