【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及中子屏蔽，特别地但不限于用于托卡马克聚变反应堆的中子屏蔽。
技术介绍
1、生产聚变能的挑战非常复杂。当氘-氚（d-t）或氘-氘（d-d）等离子体被加热时，会产生聚变中子，使得原子核就有足够的能量克服库仑静电排斥而聚变在一起，从而释放高能中子和聚变产物（例如，用于d-t的4he）。迄今为止，实现这一目标最有希望的方法是使用托卡马克装置；在进行聚变的传统托卡马克方法（如iter所体现的）中，等离子体需要具有高约束时间、高温和高密度来优化该过程。
2、托卡马克的特征在于，将强环形磁场bt、高等离子体电流ip和通常较大的等离子体体积和显著的辅助加热进行组合，以提供热稳定的等离子体，从而发生聚变。辅助加热（例如通过数十兆瓦的高能h、d或t的中性束注入）对于将温度升高到发生核聚变所需的足够高的值和/或维持等离子体流是必要的。
3、为了确保反应堆尽可能紧凑（这允许更高的效率，特别是对于“球形托卡马克”等离子体配置），应尽可能减少中子屏蔽的厚度，同时仍然保持对其他部件的足够保护。使等离子体和场线圈之间的距离最小化允许使等离子体中的磁场更高，以及使线圈中的电流更低。
技术实现思路
1、根据第一方面，提供了一种选择用于中子屏蔽的具有特定同位素组成的一种或多种材料的方法。提供材料的第一列表，每种材料具有不同的同位素组成。提供所述中子屏蔽在使用中将遇到的入射中子通量的值。提供标准的集合，所述标准的集合包括以下中的一项或多项：中子通量，中子剂量，所述中子屏蔽所保护的目标
2、基于每个能量组的材料的吸收和散射系数，确定每个中子能量组的品质因数；
3、对于每个标准，基于由所述标准的所述固有加权因子加权的每个中子能量组的品质因数来确定所述标准的品质因数；
4、基于由所述标准的所述总权重加权的每个标准的品质因数来确定总品质因数。
5、基于所述材料的总品质因数选择材料的第二列表，其中所述第二列表是所述第一列表的子集。
6、根据第二方面，提供了一种选择用于中子屏蔽的具有特定同位素组成的一种或多种材料的方法。提供材料的第一列表，每种材料具有不同的同位素组成。提供所述中子屏蔽在使用中将遇到的入射中子通量的分布。提供标准的集合，所述标准的集合包括以下中的一项或多项：中子通量，中子剂量，所述中子屏蔽所保护的目标的加热，对所述目标的损坏，所述目标内的气体产量，所述目标内的氚产量，以及所述目标的嬗变。对于每个标准，限定总权重，以及基于所述入射中子通量限定取决于中子能量的固有加权因子。使用计算系统计算所述材料的第一集合中的每种材料的总品质因数，其中每种材料的总品质因数基于：
7、基于中子能量相关的材料的吸收和散射系数，确定取决于中子能量的品质因数函数；
8、对于每个标准，基于所述固有加权函数和所述品质因数函数的乘积的积分来确定所述标准的品质因数；
9、基于由所述标准的总权重加权的每个标准的品质因数，确定总品质因数。
10、基于所述材料的总品质因数选择材料的第二列表，其中所述第二列表是所述第一列表的子集。
11、根据第三方面，提供了硼氢化钪scb3h18或氢化镍nih2作为中子屏蔽材料的用途。
12、根据第四方面，提供了一种中子屏蔽，其包括硼氢化钪scb3h18或氢化镍nih2。
13、其他实施例呈现在权利要求2等中。
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1.一种选择用于中子屏蔽的特定同位素组成的一种或多种材料的方法，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，包括从所述材料的第二列表中选择单个所选择材料。
3.根据权利要求2所述的方法，包括使用所述所选择材料作为中子屏蔽。
4.根据权利要求2或3所述的方法，包括对所述第二列表中的每种材料执行一个或多个其他选择步骤，其中所述其他选择步骤包括以下中的一项或多项：
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中选择所述第二列表包括选择所述第一列表中的所述品质因数高于阈值的所有材料。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述阈值是材料的初始列表中的材料的最高品质因数的比例。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述比例为至少57%。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中对于每个能量组，品质因数与成比例，其中扩散系数与成比例，其中并且，其中对于材料的列表中的每种材料并且对于每个能量组，是中子去除横截面，是群内中子散射横截面，是群外中子散射横截面，Σ’s是经修正的中子散射横截面；是中子吸收横截面；并且是平
9.根据权利要求8所述的方法，其中，其中并且，其中是表示每个能量组中的吸收和散射各向同性的项，使得对于纯各向同性散射，=1/3，对于纯前向散射，=1，对于纯吸收，=1，以及对于中间条件，1/3<<1。
10.根据权利要求8所述的方法，其中每个能量组的品质因数与成比例。
11.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中每个能量组的品质因数基于每种材料的每个能量组的中子吸收和散射横截面以及每种材料的原子序数密度N。
12.根据权利要求11所述的方法，其中
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述固有加权因子包括：
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中对于每种材料，基于所述材料的每种组分同位素的中子吸收和散射截面来计算中子吸收和散射截面。
15.一种选择用于中子屏蔽的特定同位素组成的一种或多种材料的方法，所述方法包括：
16.硼氢化钪ScB3H18或氢化镍NiH2作为中子屏蔽材料的用途。
17.一种中子屏蔽，所述中子屏蔽包括硼氢化钪ScB3H18或氢化镍NiH2。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种选择用于中子屏蔽的特定同位素组成的一种或多种材料的方法，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，包括从所述材料的第二列表中选择单个所选择材料。
3.根据权利要求2所述的方法，包括使用所述所选择材料作为中子屏蔽。
4.根据权利要求2或3所述的方法，包括对所述第二列表中的每种材料执行一个或多个其他选择步骤，其中所述其他选择步骤包括以下中的一项或多项：
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中选择所述第二列表包括选择所述第一列表中的所述品质因数高于阈值的所有材料。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述阈值是材料的初始列表中的材料的最高品质因数的比例。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述比例为至少57%。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中对于每个能量组，品质因数与成比例，其中扩散系数与成比例，其中并且，其中对于材料的列表中的每种材料并且对于每个能量组，是中子去除横截面，是群内中子散射横截面，是群外中子散射横截面，σ’s是经修正的中子散射横截面；是中子吸收横截面；并且是平均散射余弦。
【专利技术属性】
技术研发人员：古尔迪普·卡尔马，马修·I·布兰德，帕特里克·A·伯尔，爱德华·G·奥巴德，
申请(专利权)人：托卡马克能量有限公司，
类型：发明
国别省市：
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