Определение технических требований к анализу эвтектического сплава PbLi и его значимость для термоядерных применений

Одним из ключевых аспектов будущей эксплуатации бланкетов с жидкометаллическим бридером является эвтектический состав свинцово-литиевого (PbLi) сплава. В отношении точного положения эвтектической точки существуют расхождения: содержание лития указывается в диапазоне от 15 ат.% до 17 ат.%; этот вопрос рассматривается в настоящей работе. Кроме того, PbLi, используемый в научно-исследовательских и опытно-конструкторских работах, требует тщательной характеризации. Представлено руководство, содержащее подробное описание обращения с материалом, применяемых аналитических методов и интерпретации результатов, для совершенствования использования этого сплава в экспериментальных термоядерных исследованиях. Среди применяемых методов — термогравиметрия, масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой и рентгеновская дифракция. В CIEMAT были проанализированы образцы PbLi от различных поставщиков; содержание лития в них составило от 3 ат.% до 18 ат.%, а содержание примесей достигало 400 ppm. Точное содержание лития и наличие примесей существенно влияют на экспериментальные работы по технологиям, связанным с PbLi. Критически важным является их влияние на нейтронные расчёты коэффициента воспроизводства трития. Кроме того, представлен библиографический обзор, свидетельствующий о значительной экспериментальной неопределённости значений растворимости изотопов водорода в PbLi. Известно, что растворимость водорода в литии выше, чем в свинце; поэтому небольшие отклонения процентного содержания лития могут приводить к неточности этих значений. Те же соображения применимы и к экспериментальному определению значений коэффициента диффузии.