载气压力对空心玻璃微球炉内成球过程的影响

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1、第44卷第9期原子能科学技术Vo】．44，NO．92010年9月AtomicEnergyScienceandTechnologySep．2010载气压力对空心玻璃微球炉内成球过程的影响漆小波，李波，陈素芬，张占文，师涛(中国212程物理研究院激光聚变研究中心，四川绵阳621900)摘要：为实现惯性约束聚变(ICF)靶用高品质空心玻璃微球(HGM)的干凝胶法制备，从数值模拟和工艺实验两个方面研究了载气压力对干凝胶粒子炉内成球过程及最终HGM品质的影响。结果表明，随着载气压力的降低，HGM的直径增大、壁厚变薄。降低载气压力虽有利于延长液态空心玻璃微球的精炼时间，

2、但载气与液态空心玻璃微球之间的传热能力也显著降低。因此，HGM的精炼程度随着载气压力的降低而下降，当载气压力低于0．5×10Pa时，HGM的精炼程度不能满足ICF制靶的要求。关键词：干凝胶法；空心玻璃微球；惯性约束聚变；靶制备中图分类号：TL639；TQ171文献标志码：A文章编号：1000—6931(2010)09—1065—06EffectsofFurnaceAtmospherePressureonFabricationProcessofHollowGlassMicrospheresinDrop‘TowerFurnaceQIXiao—bo，LIBo，CH

3、ENSu—fen，ZHANGZhan—wen，SHITao(ChinaAcademyofEngineeringPhysics，P．O．Box919—987，Mianyang621900，China)Abstract：Tofabricatehighqualityhollowglassmicrospheres(HGMs)bysol—geltech—nologyforinertialconfinementfusion(ICF)，theeffectsoffurnaceatmospherepressureonthetransformationprocessfromge

4、lparticlestoHGMsandtheresultingqualityofHGMswereinvestigatedbynumericalsimulationandexperiments．TheresultsshowthatdecreasingoffurnaceatmospherepressurecanincreasediameterofHGMsandde—creasewallthicknessofHGMs．DecreasingfurnaceatmospherepressurecanextendtherefiningtimeofliquidHGMs，ho

5、wever，theheattransfercoefficientbetweenliquidandfurnaceatmospherepressuredecreasessignificantlywiththedecreasingoffurnaceatmospherepressure．Asaresult，therefiningdegreeandthequalityofHGMsdescendquicklywithfurnaceatmospherepressure．Whenthefurnaceatmospherepressureislowerthan0．5×10Pa，

6、thesphericity，concentricityandsurfacefinishcannotsatisfytherestrictrequirementsofICFtargets．Keywords：sol—geltechnology；hollowglassmicrosphere；inertialconfinementfusion；targetfabrication收稿日期：2009—08—21；修回日期：2009—09—28基金项目：高温高密度等离子体物理国防科技重点实验室基金资助项目(9140C6806030908)作者简介：漆小波(1974一)，男，

7、重庆人，副研究员，博士，核材料专业1066原子能科学技术第44卷在激光惯性约束聚变(ICF)物理实验中，玻璃的高温粘度、熔点和析晶倾向L】。因此，空心玻璃微球(HGM)因耐压强度高、球形度空心玻璃微球的成分设计即是将上述各氧化物好、壁厚均匀、表面光洁度高及保气性能优异等的种类和含量根据目标参数进行优化，以达到特点而成为应用较广泛的热核燃料容器[1]。随空心玻璃微球几何、物理和化学性能以及制备着我国大功率激光驱动器的研制成功和ICF工艺条件的最优。根据玻璃成分与性能之间的物理实验研究的深入，不仅双壳层靶需厚壁理论预测模型_】，在综合评价玻璃耐压强度、HGML2

8、]、高能密度物理实验需高强度的大直径化学稳定性、粘度