一种液态金属飞溅抑制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型提出一种能够抑制液态技术飞溅，有效防止飞溅的液滴造成堆芯等离子被污染，破坏等离子体的反应的液态金属飞溅抑制装置。
【背景技术】
[0002]聚变反应堆堆芯，等离子体发生着剧烈的放电反应，对第一壁材料的最高热负荷达到100Mff/m2，目前的固体材料只能承受8Mff/m2的能量负载，即使材料科学得到充分的发展，预计固体靶板材料也只能承受约20Mff/m2左右的热负荷，无法满足未来聚变堆面向等离子部件(PFC)所需求的巨大能量负荷。
[0003]目前第一壁材料的研究热点集中在液态金属上，液体金属能承受更高通量的中子辐照和表面热负荷(50Mff/m2)，导热性强、液相温度范围大、易于补充等特点都是液态金属的优势所在，同时通过使用循环、过滤结构，可以实现热量的排除和吸附粒子的循环更新，减少腐蚀并显著地延长第一壁的使用寿命。
[0004]在聚变堆超强环形磁场的环境中，等离子体放电会产生上万安培(A)的等离子体电流，磁场和电场共同作用在液态金属上会产生指向等离子体的电磁力，因而发生金属液滴的飞溅现象，金属液滴脱离原始液膜进入堆芯等离子体中；飞溅的液滴会造成堆芯等离子被污染，同时会破坏等离子体的反应，严重威胁着聚变堆的安全性和稳定性；
[0005]因此，迫切需要一种能够一直液态金属飞溅的装置。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型提出一种液态金属飞溅抑制装置，解决了现有技术中液态金属飞溅的问题。
[0007]本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0008]—种液态金属飞溅抑制装置，包括:
[0009]抑制本体及成排设置在抑制本体上的若干抑制孔；
[0010]相邻排的若干抑制孔交错设置；且，
[0011]相邻抑制孔之间的孔心距离相等。
[0012]作为进一步的技术方案，同排相邻抑制孔的孔心距离相等；相邻排抑制孔的孔心距离相等。
[0013]优选的，同排相邻抑制孔的孔心距离为3mm ;相邻排抑制孔的孔心距离为3mm。
[0014]优选的，抑制孔的孔径为2mm。
[0015]优选的，抑制本体的厚度为0.5mm。
[0016]优选的，抑制本体为不锈钢抑制本体。
[0017]聚变反应堆堆芯，等离子体发生着剧烈的放电反应，在磁场和电场共同作用下有机玻璃中的液态金属会产生剧烈的飞派现象，当初始液膜的厚度和外加磁场的大小一定时，飞溅现象就与外加的电流大小有最直接的关系，只有当电流值增大到某一阈值时，飞溅现象才会发生，超过阈值后，飞溅现象会更加剧烈，有更多的液滴脱离液柱，向各个方向射出；
[0018]在液态金属发生飞溅之前，液体首选聚集在一起形成凸起的形状，其受到向上的电磁力，向下的重力和表面张力，此时合力向上，凸起液体的加速度向上，使得其加速向上运动形成液柱，由于液柱向上运动的过程中曲率半径减小，液柱内外压差Λ P = 2 σ /R也减小，表面张力减小，使得液柱的加速度逐渐减小至方向朝下，最终液柱保持直立几乎静止地立在原地。
[0019]通过本实用新型中的液态金属飞溅抑制装置设置在金属液膜上，可以使液体形成凸起的形状下就必须克服外加的一个表面张力的作用才能够突破抑制孔形成直立的液柱；当液态金属在液膜表面形成凸起的形状时，曲率半径远大于抑制孔的孔径，液态不仅受到自身表面张力的约束，更受到外加的一个更大的表面张力的束缚，很难向上运动形成液柱并发生飞溅，由此实现控制液态金属的飞溅；
[0020]本实用新型的技术方案，结构简单，且制作成本低，可以大面积运用在聚变堆第一壁面向等离子部件中。
【附图说明】
[0021]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本实用新型一种液态金属飞溅抑制装置的结构示意图。
[0023]图中:
[0024]1、抑制本体；2、抑制孔。
【具体实施方式】
[0025]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0026]如图1所示，本实用新型提出的一种液态金属飞溅抑制装置，包括:
[0027]若干抑制孔2分为若干排，且每排之间的距离相等的设置在抑制本体1上，优选的，抑制孔2的孔径为2mm ；
[0028]本实用新型中，相邻排的若干抑制孔2交错设置，且，相邻抑制孔2之间的孔心距离相等，本实用新型中，不仅同排相邻抑制孔2的孔心距离相等；且相邻排抑制孔2的孔心距离相等；优选的，同排相邻抑制孔2的孔心距离为3mm ;相邻排抑制孔2的孔心距离为3mm ；
[0029]当然根据液态金属的性质变化可以改变抑制孔2的孔径，当然随着孔径的改变，同排相邻抑制孔2的孔心距离需要随之进行改变；相邻排抑制孔2的孔心同样也需要随之改变；
[0030]当需要使用时，将抑制本体1放置于液态金属上，通过抑制本体1及若干抑制孔2的结合，抑制液态金属的飞溅；
[0031]其中，
[0032]为保证一直本体的强度及使用寿命，本实用新型中优选的抑制本体1为不锈钢抑制本体1，具体的有304不锈钢抑制本体1，且抑制本体1的厚度为0.3?1mm，本实用新型中当抑制本体1的厚度在0.5mm时，成本及强度更为适中。
[0033]通过本实用新型中的一直本体置于金属液膜上，可以使液体形成凸起的形状下就必须克服外加的一个表面张力的作用才能够突破抑制孔2形成直立的液柱；当液态金属在液膜表面形成凸起的形状时，曲率半径远大于抑制孔2的孔径，液态不仅受到自身表面张力的约束，更受到外加的一个更大的表面张力的束缚，很难向上运动形成液柱并发生飞溅，由此实现控制液态金属的飞溅；
[0034]本实用新型的技术方案，结构简单，且制作成本低，可以大面积运用在聚变堆第一壁面向等离子部件中。
[0035]以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种液态金属飞溅抑制装置，其特征在于，包括: 抑制本体(1)及成排设置在所述抑制本体(1)上的若干抑制孔(2); 相邻排的若干所述抑制孔(2)交错设置；且， 相邻所述抑制孔(2)之间的孔心距离相等。2.如权利要求1所述的液态金属飞溅抑制装置，其特征在于，同排相邻所述抑制孔(2)的孔心距离相等；相邻排所述抑制孔⑵的孔心距离相等。3.如权利要求2所述的液态金属飞溅抑制装置，其特征在于，同排相邻所述抑制孔(2)的孔心距离为3mm ;相邻排所述抑制孔(2)的孔心距离为3mm。4.如权利要求1所述的液态金属飞溅抑制装置，其特征在于，所述抑制孔(2)的孔径为2mm ο5.如权利要求1所述的液态金属飞溅抑制装置，其特征在于，所述抑制本体(1)的厚度为 0.5mmο6.如权利要求1所述的液态金属飞溅抑制装置，其特征在于，所述抑制本体(1)为不锈钢抑制本体(1)。
【专利摘要】本实用新型提出了一种液态金属飞溅抑制装置，解决了现有技术中液态金属飞溅的问题，包括抑制本体及成排设置在抑制本体上的若干抑制孔；相邻排的若干抑制孔交错设置；且，相邻抑制孔之间的孔心距离相等；本实用新型提出的液态金属飞溅抑制装置能够有效的抑制金属飞溅，防止对等离子被污染，影响等离子反应等问题的发生，且本实用新型的技术方案结构简单，且制作成本低，可以大面积运用在聚变堆第一壁面向等离子部件中。
【IPC分类】G21B1/11
【公开号】CN204966060
【申请号】CN201520721291
【发明人】王增辉, 贾潇, 倪明玖
【申请人】中国科学院大学
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年9月18日