PT86769B - Desviador-colector de um reactor nuclear de fusao do tipo tokamak - Google Patents
Desviador-colector de um reactor nuclear de fusao do tipo tokamak Download PDFInfo
- Publication number
- PT86769B PT86769B PT86769A PT8676988A PT86769B PT 86769 B PT86769 B PT 86769B PT 86769 A PT86769 A PT 86769A PT 8676988 A PT8676988 A PT 8676988A PT 86769 B PT86769 B PT 86769B
- Authority
- PT
- Portugal
- Prior art keywords
- fibers
- diverter
- plate
- collector
- collector according
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 16
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 62
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 claims description 14
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 11
- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 5
- FRWYFWZENXDZMU-UHFFFAOYSA-N 2-iodoquinoline Chemical compound C1=CC=CC2=NC(I)=CC=C21 FRWYFWZENXDZMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 232Th Chemical compound [232Th] ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 0.000 claims description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052776 Thorium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N beryllium oxide Inorganic materials O=[Be] LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000002513 implantation Methods 0.000 claims description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 3
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 3
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 2
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 claims 1
- 229910001080 W alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 23
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 23
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 22
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 9
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 6
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 3
- 229910000756 V alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001093 Zr alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21B—FUSION REACTORS
- G21B1/00—Thermonuclear fusion reactors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B5/00—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21B—FUSION REACTORS
- G21B1/00—Thermonuclear fusion reactors
- G21B1/11—Details
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B2200/00—Constructional details of connections not covered for in other groups of this subclass
- F16B2200/97—Constructional details of connections not covered for in other groups of this subclass having differing thermal expansion coefficients
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
- F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
- F28D2021/0077—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for tempering, e.g. with cooling or heating circuits for temperature control of elements
- F28D2021/0078—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for tempering, e.g. with cooling or heating circuits for temperature control of elements in the form of cooling walls
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2265/00—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction
- F28F2265/10—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction for preventing overheating, e.g. heat shields
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/10—Nuclear fusion reactors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
Description
A presente invenção refere-se a um desviador-cole£ tor de um reactor nuclear de fusão do tipo Tokamak, sendo este desviador-colector constituído por uma placa de dissipação de calor e por uma camada de protecção iónica que recobre a referida placa e a protege contra o fluxo iónico que reina no interior do reactor.
Um desviador-colector de um reactor do tipo Tokamak tem como função principal extrair partículas e energia térmica do plasma com vista a manter a sua contaminação num nível baixo e proteger a primeira parede de um calor excessivo e de um fluxo excessivo de partículas durante a fase activa. Para estes fins, prevê-se uma configuração aberta das linhas magnéticas em pelo menos uma extremidade da secção do toro. Os iões que atravessam uma linha de separação assim criada deixam de estar encerrados e são interceptados pelo desviador-colector onde são neutralizados e extraídos por bom bagem. 0 desviador-colector está disposto ou na parte mais elevada ou em baixo na câmara toroidal do plasma, ou ainda nos dois sítios ao mesmo tempo, e ê concebido para dissipar a maior parte da energia térmica produzida no reactor de fusão.
Com vista a limitar a densidade de energia a um valor razoável, as placas do desviador-colector estão dispostas de manei ra inclinada em relação à linha separadora. Se este ângulo for pequeno, o fluxo térmico diminui, mas aumenta a dimensão destas placas. É pois necessário encontrar um compromisso.
Os desviadores-colectores até agora propostos para um reactor de fusão compreendem uma placa de dissipação de ca lor à qual são fixadas telhas de protecção, mecanicamente ou soldadas. A placa de dissipação de calor tem a função de trans ferir a energia térmica para um circuito de refrigeração que a percorre, enquanto as telhas de protecção têm a finalidade de resistir ao fluxo iónico com uma erosão tão pequena quanto possível. A placa de dissipação de calor é pois realizada com um material de condutividade térmica elevada e as telhas são
feitas de um material resistente à erosão pelos iões em questão. Materiais considerados até aqui para a placa de dissipação de calor são o cobre, ligas de zircónio e de vanádio. Para as telhas de protecção, foram propostos a grafite, o carboneto de silício, o berílio, o óxido de berílio, o tungsténio, o molibdénio, o tântalo e ligas destes materiais. 0 ponto crítico do desviador é a junção'entre a placa de dissipação de calor e as telhas de protecção.
Se a telha for fixada mecanicamente à placa de di_s sipação de calor, o contacto térmico ê medíocre e a temperatura da telha aumenta rapidamente com a potência, dado que a única via efectiva de transmissão de calor é constituída pela radiação, 0 limite de densidade de potência é imposto pela temperatura de recristalização do material da telha. Para o tungsténio, esta temperatura situa-se acima dos 1 000°C. Para
a grafite uma temperatura superior a 1 500°C provoca um aumen to notável da erosão pelo fluxo iónico.
Se a telha for soldada por soldadura forte na placa de dissipação de calor, apresentam-se tensões térmicas mui to elevadas na interface entre os dois materiais devidas aos coeficientes de dilatação térmica muito diferentes. Estando um reactor de fusão submetido a uma operação pulsatória, estas tensões térmicas fazem correr o risco de rotura da soldadu
ra, tanto mais quanto é certo que qualquer imperfeição de sol. dadura constitui um ponto quente e corre-se o risco de ele se propagar com o funcionamento pulsatório do reactor.
A presente invenção tem por objecto proporcionar um desviador-colector de acordo com o preâmbulo da reivindica ção 1, que suporta melhor do que os das concepções actuais as condições severas de trabalho num reactor de fusão.
Segundo a presente invenção, esta finalidade ê atingida pelo facto de a camada de protecção iónica compreender uma pluralidade de fibras paralelas à base de um material refractário, tal como a grafite, o carboneto de silício, o berílio, o óxido de berílio, o tungsténio, o molibdénio, o tântalo e as ligas destes materiais, estando uma parte do com primento destas fibras implantada no material da placa de dis sipação, estendendo-se o restante das fibras no interior da camada de protecção iónica.
De preferência, as fibras são feitas de uma liga entre o tungsténio e um material escolhido entre o rénio, o alumínio, o silício e o tório. 0 diâmetro das fibras é vantajosamente inferior a 250 ^um e a densidade de implatação das o
fibras na placa é de 100 a 10 000 por cm de superfície. Para
uma protecção eficaz contra o impacto iónico é útil dispor as fibras na superfície da placa em linhas, estando as fibras de linhas adjacentes mutuamente desfasadas em quincôncio.
Segundo uma forma de realização preferida da presente invenção, o espaço entre as fibras é preenchido por um líquido tal como o lítio, que aí se mantêm por forças capila
res.
Em alternativa, este espaço é preenchido por um ma terial refractário, seja metálico ou cerâmico, e em particular por grafite.
No que se refere aos processos de fabricação de um desviador-colector segundo a presente invenção, faz-se referência às reivindicações correspondentes.
Descreve-se a seguir a presente invenção mais em pormenor com o auxílio dos desenhos anexos, cujas figuras representam:
A fig. 1, esquematicamente um corte transversal de um reactor de fusão do tipo Tokamak, no qual a presente inven ção encontra a sua aplicação;
A fig. 2, esquematicamente e em perspectiva uma parte de um desviador-colector segundo a presente invenção;
A fig. 3, uma variante da fig. 2, com fibras incli nadas. Para simplicidade dos desenhos, a densidade das fibras é reduzida.
A fig. 4, muito esquematicamente, uma outra varian te de um desviador-colector segundo a presente invenção, apli cável sobretudo se a velocidade de erosão for importante; e
A fig. 5, uma variante da fig. 4.
A fig. 1 ê uma vista em corte feito através de um reactor de fusão do tipo Tokamak. A forma geral de um tal reactor ê um toro, incluindo o plano de corte da fig. 1 o eixo do toro. Uma câmara de reacção (1) contêm um plasma, que está encerrado por campos magnéticos criados por bobinas tais como (2). Como atrás se descreveu, as linhas do campo magnético não são totalmente fechadas. No exemplo aqui escolhido, há um ponto separador (3) para além do qual os iões são libertados e interceptam uma placa do desviador-colector (4). 0 desviador-colector está ligado a um circuito (5) de refrigeração, que extrai o calor deste elemento. As partículas ionizadas que batem contra o desviador-colector são aí neutralizadas e são extraídas por um canal (6) para uma bomba.
Para a presente invenção, que se refere apenas ao desviador-colector (4), é suficiente esta descrição sumária do reactor. A fig. 2 mostra uma parte desprendida do desviador-colector (4), que compreende uma placa de dissipação de calor (7) atravessada por canais (8) ligados ao circuito de refrigeração (5). A superfície (9) desta placa em frente da câmara de reacção está revestida por uma camada de protecção iónica (10), constituída por uma escova de fibras, tais como (11), de tungsténio ou de um outro material refractário.
Como se vê na fig. 2, estas fibras estão repartidas regularmente em linhas na superfície (9), estando as fibras de uma linha em quincôncio em relação às fibras da linha seguinte. A densidade das fibras ê na realidade muito maior do que a representada na fig. 2. Com efeito, é necessário es-
colher uma densidade tal que a probabilidade de incidência de iões na placa (7) seja suficientemente pequena.
Como ressalta da fig. 1, escolhe-se uma certa inclinação da superfície (9), de maneira que o fluxo térmico de vido ao impacto dos iões seja tão pequeno quando possível. Po de, além disso, ser útil implantar as fibras (11’) na placa de dissipação de calor (7’), não perpendicularmente, como está representado na fig. 2, mas obliquamente como está representado na fig. 3.
A presente invenção tal como atrás se descreve tem vantagens múltiplas em relação a uma telha fixada ou soldada numa placa de dissipação de calor. Ê evidente que, mesmo que uma parte da superfície de cada fibra não esteja exposta ao feixe iónico, a fracção da superfície das fibras realmente exposta aos iões é nitidamente maior do que a de uma superfície maciça. Por este facto, a densidade local de potência é reduzida de maneira notável, sem que as dimensões do desviador-colector sejam aumentadas.
Uma outra vantagem reside na diferença de tensões de tracção e de módulos de elasticidade entre um material fibroso e o mesmo material sob a forma. Tnqçiça rnrgié é ban conhecido da tecnologia dos materiais compósitos que um sólido sob a forma de fibra de pequeno diâmetro tem propriedades mecânicas bem mais elevadas do que na forma maciça.
A vantagem principal da presente invenção refere-se à interface entre o tungsténio e o cobrei
Consideremos uma fibra que está implantada num com primento notável no interior da matriz de cobre da placa de
- 7 -/
dissipação de calor. A distribuição da temperatura ao longo da fibra diminui rapidamente entre a sua ponta e a superfície da placa de cobre. Por outro lado, a escolha da distância entre esta superfície e a extremidade livre da fibra ê condici£ nada pela temperatura na ponta, que não deve nunca ultrapassar a temperatura de recristalização da fibra. A partir do momento em que a fibra entra no cobre, o calor ê dissipado no cobre através da interface cilíndrica com a fibra. Se a ligação entre a fibra e o cobre não constituir uma barreira térmica, a diferença de temperatura entre a fibra e o cobre diminui rapidamente e a zona de tensão térmica elevada ê muito limitada em relação à totalidade da interface entre a fibra e o cobre. Um defeito proveniente da fabricação ou da fadiga tênnica devida â operação impulsiva do reactor não pode portanto propagar-se em profundidade na placa de cobre. De qualquer modo, um tal defeito fica limitado à fibra em questão e não pode afectar a função do desviador-colector na sua totali dade.Ao nível da placa de dissipação de calor, a presença de uma dispersão de fibras ê susceptível de rigidificar o cobre por um mecanismo de endurecimento por fibras que é muito pouco sensível à temperatura e à sua variação. Além dis so, as propriedades físicas, em particular a condutividade térmica, são pouco afectadas pela presença das fibras na matriz de cobre.
Um processo de fabricação de um desviador-colector segundo a presente invenção pode compreender uma primeira fase, durante a qual se revestem as fibras, pelo menos na parte
do seu comprime,.to que deve ser implantada na placa de cobre, por uma camada de cobre; uma segunda fase consiste então em
comprimir o feixe das fibras isostaticamente e a uma temperatura que permita a fusão ou a sinterização do cobre e a constituição da placa.
Um outro processo de fabricação de um desviador-colector pode ser constituído por uma infiltração do cobre líquido num feixe de fibras de tungsténio.
No quadro da presente invenção, o desviador-colector, no caso em que a velocidade de erosão for importante, po de ser revestido com uma camada de metal líquido tal como o lítio, que é capaz de suportar cargas térmicas muito elevadas. A presença das fibras reduz neste caso as instabilidades hidrodinâmicas da camada líquida graças a forças capilares que retêm o líquido. Esta possibilidade está esboçada na fig. 4, na qual se vê a placa de cobre (7), a superfície (9) desta placa e as fibras (11) salientes desta superfície. Uma camada de lítio (12) fica retida por forças de capilaridade entre as fibras.
Sabe-se que a temperatura de recristalização do tungsténio pode ser elevada por uma liga de tungsténio com rénio, alumínio, silício ou tório. Isso permite, em contrapartida, aumentar o comprimento livre da fibra e aperfeiçoar assim a protecção iónica da placa de dissipação.
Num exemplo real, as fibras têm um diâmetro de cer ca de 10 jum e um comprimento total de 3 mm, dos quais 1 mm como comprimento livre fora da placa de dissipação (7). A den sidade das fibras por cm é escolhida entre 100 e 10 000, de
- 9 preferência igual a 4 000. <' '
Ainda uma outra variante está representada na fig.
5. Trata-se de um desviador-colector que apenas difere do representado na fig. 4 pelo facto de o espaço entre as fibras ser preenchido por uma matriz (13) de grafite, em vez de 11tio líquido. A camada de protecção iónica ê pois constituída por um material compósito de grafite-fibras de carbono. 0 aco plamento mecânico e térmico entre a placa de dissipação (7) e a referida camada é assegurado pelas fibras (11), que são enterradas, por um lado, no cobre da placa (7) e, por outro lado, na matriz (13) de grafite.
Um feixe de fibras é em primeiro lugar disperso numa resina termo-endurecivel ao longo de um comprimento correspondente ao da camada de protecção. Depois da polimerização da resina, procede-se a uma carbonização e em seguida a uma grafitação da resina. Depois, aplica-se às fibras que saem deste conjunto o processo atrás descrito de implantação no cobre. 0 resultado final é um material compósito duplo de cobre-fibras e grafite-fibras. Se a fracção da superfície (9) recoberta pelas fibras puder atingir 60%, há pima transferência térmica elevada por condução, à qual há que adicionar a transmissão de calor por irradiação entre o cobre e a grafite e o calor por condução através do contacto entre o cobre e a grafite.
A presente invenção não se limita aos exemplos de realização atrás descritos. Sem sair do quadro da presente in venção, pode substituir-se o cobre por um outro material bom condutor do calor, tal como ligas de zircónio ou de vanádio ou de outros materiais refractários.
Claims (9)
1.- Desviador-colector de um reactor nuclear de fusão do tipo Tokamak, sendo o referido desviador-colector constituído por uma placa de dissipação de calor (7) e por uma camada de protecção iónica (10) que recobre a referida placa e a protege contra o fluxo iónico que reina no interior do reactor, caracterizado por a camada de protecção iónica (10) compreender um certo número de fibras paralelas (11) à base de um material refractário tal como a grafite, o carboneto de silício, o berílio, o óxido de berílio, o tungsténio, o molibdénio, o tântalo e as ligas destes materiais, estando uma parte do comprimento destas fibras implantada no material (9) da placa (7) de dissipação, estendendo-se o restante des tas fibras na camada de protecção iónica.
2,- Desviador-colector de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as fibras serem feitas de uma liga entre tungsténio e um material escolhido entre o rénio, o alumínio, o silício e o tório.
Desviador-colector de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o diâmetro das fibras ser inferior a 250//ém, de preferência inferior a
50/^m.
4,- Desviador-colector de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado f ibras (11) na referida placa por a densidade de implantação das
10 000 por cm da (7) ser de
100 superf ície
5,Desviador-colector de acordo com una das reivindicaçoes anteriores, caracterizado por as fibras (11) estarem dispostas em linhas na superfície da referida placa, estando as fibras das linhas adjacentes mutuamente desfasadas em guincôncio
6.- Processo para a fabricação de um desviador-colector de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por se recobrirem,em primeiro lugar, as fibras, pelo menos na parte do seu comprimento que deve ser implantada na placa, com uma camada de material da placa e por, em seguida, se comprimirem isostaticamente e a uma temperatura que permita a fusão do referido material e a constituição da placa.
7.-12-
7.- Processo para a fabricação de um desviador-colector de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por em primeiro lugar se disporem as fibras num feixe e se fazer em seguida a infiltração do material da placa em fase líquida no referido feixe.
8.- Desviador-colector de acordo com uma das reivindicações
1 a 5, caracterizado por no interior da camada de protecção iónica, o espaço entre as fibras (11) ser preenchido por um líquido (12) que aí se mantém por forças capilares.
9.- Desviador-colector de acordo com uma das reivindicações
1 a 5, caracterizado por, no interior da camada de protecção iónica, o espaço entre as fibras (11) ser preenchido com um material refractário, metálico ou cerâmico.
10.- Desviador-colector de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por o material refractário que preenche o espaço entre as fibras na camada de protecção iónica ser grafite.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LU86778A LU86778A1 (fr) | 1987-02-16 | 1987-02-16 | Diverteur-collecteur d'un reacteur nucleaire a fusion du type tokamak |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PT86769A PT86769A (pt) | 1989-02-28 |
| PT86769B true PT86769B (pt) | 1993-08-31 |
Family
ID=19730872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PT86769A PT86769B (pt) | 1987-02-16 | 1988-02-15 | Desviador-colector de um reactor nuclear de fusao do tipo tokamak |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0280940B1 (pt) |
| DE (1) | DE3862126D1 (pt) |
| DK (1) | DK73388A (pt) |
| ES (1) | ES2021766B3 (pt) |
| GR (1) | GR3002170T3 (pt) |
| LU (1) | LU86778A1 (pt) |
| PT (1) | PT86769B (pt) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2669382B1 (fr) * | 1990-11-16 | 1993-07-23 | Europ Propulsion | Dispositif de liaison entre deux corps susceptibles de se dilater de facon differente et procede de realisation d'un tel dispositif. |
| EP1063871A1 (en) * | 1999-06-24 | 2000-12-27 | European Community | Divertorfiltering element for a tokamak nuclear fusion reactor, divertor employing the filtering element and tokamak nuclear fusion reactor employing the divertor |
| DE102004023368B4 (de) * | 2004-05-12 | 2006-08-03 | Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh | Vorrichtung zum Temperieren einer Oberfläche |
-
1987
- 1987-02-16 LU LU86778A patent/LU86778A1/fr unknown
-
1988
- 1988-02-11 DE DE8888102002T patent/DE3862126D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-02-11 EP EP88102002A patent/EP0280940B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1988-02-11 ES ES88102002T patent/ES2021766B3/es not_active Expired - Lifetime
- 1988-02-12 DK DK073388A patent/DK73388A/da not_active Application Discontinuation
- 1988-02-15 PT PT86769A patent/PT86769B/pt not_active IP Right Cessation
-
1991
- 1991-06-20 GR GR91400852T patent/GR3002170T3/el unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2021766B3 (es) | 1991-11-16 |
| DK73388D0 (da) | 1988-02-12 |
| DK73388A (da) | 1988-08-17 |
| LU86778A1 (fr) | 1988-03-02 |
| EP0280940A1 (fr) | 1988-09-07 |
| GR3002170T3 (en) | 1992-12-30 |
| EP0280940B1 (fr) | 1991-03-27 |
| DE3862126D1 (de) | 1991-05-02 |
| PT86769A (pt) | 1989-02-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1234320B1 (en) | X-ray tube cooling system | |
| RU2403632C2 (ru) | Первый стеновой компонент с отрезком трубы | |
| EP0074691B1 (en) | Electrostatic chuck for holding a semiconductor wafer | |
| US3668070A (en) | Nuclear reactor with heat pipes for heat extraction | |
| US9715989B2 (en) | Multilayer X-ray source target with high thermal conductivity | |
| EP0553912B1 (en) | X-ray tube with improved temperature control | |
| PT86769B (pt) | Desviador-colector de um reactor nuclear de fusao do tipo tokamak | |
| CA1099828A (en) | Molten core catcher and containment heat removal system | |
| US5943389A (en) | X-ray tube rotating anode | |
| SE442153B (sv) | Kernbrensleanordning | |
| US20200027596A1 (en) | Passive reactor cavity cooling system | |
| US2889498A (en) | Semiconductor rectifier assembly | |
| US5535255A (en) | System for the cooling of an anode for an X-ray tube in a radiogenic unit without heat exchanger | |
| US6362415B1 (en) | HV connector with heat transfer device for X-ray tube | |
| US6940946B2 (en) | Rotating anode with a multi-part anode body of composite fiber material, and method for making same | |
| TWI228852B (en) | Semiconductor integrated circuit | |
| US4358707A (en) | Insulated collector assembly for power electronic tubes and a tube comprising such a collector | |
| US5973261A (en) | Heat exchanger for electronic components and electrotechnical equipment | |
| US3475643A (en) | Ceramic supported slow wave circuits with the ceramic support bonded to both the circuit and surrounding envelope | |
| CN111085765A (zh) | 平板NiTi合金电子束焊接异向散热冷却装置及其焊接方法 | |
| JP3521318B2 (ja) | 高熱流束受熱板及びその製造方法 | |
| JP3371120B2 (ja) | 電子銃の蒸着ルツボ | |
| JPH02187694A (ja) | 核融合装置の第一壁 | |
| Field et al. | Wire breakage in SLC wire profile monitors | |
| DE19948084C2 (de) | Vakuumgehäuse für eine Röntgenröhre |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG3A | Patent granted, date of granting |
Effective date: 19930215 |
|
| MM3A | Annulment or lapse |
Free format text: LAPSE DUE TO NON-PAYMENT OF FEES Effective date: 19940831 |