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Thermo-mechanics of pebble beds in fusion blankets

Gan, Yixiang

Abstract:
Thermo-Mechanik von Schüttbetten in Fusionsreaktorblankets
Heliumgekühlte Schüttbetten (HCPB: Helium Cooled Pebble Beds) werden in der Ummantelung von Fusionsreaktoren, dem sogenannten Blanket, zur Tritiumerzeugung und als Neutronenmultiplikator verwendet und unterliegen somit harten Einsatzbedingungen. Die Schüttbetten bestehen aus nahezu kugelförmigem Granulat und weisen aufgrund dieser diskreten Beschaffenheit ein komplexes Materialverhalten auf. Eines der wichtigsten Forschungsthemen bei HCPB-Blankets ist die Abhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit von der Druckspannung, die durch die thermische Ausdehnung der Schüttbetten im Betrieb hervorgerufen wird. ... mehr

Abstract (englisch):
Working as tritium breeder and neutron multiplier materials in Helium Cooled Pebble Bed (HCPB) blankets in fusion reactors, pebble beds are not only subject to severe conditions, but due to their discrete nature, also have complex behaviour. Pebble beds are composed of nearly spherically shaped pebbles. One of the most important issues in HCPB blankets is that the thermal conductivity of the pebble beds changes with the compressive stress state, the latter being introduced by thermal expansion of the pebble beds during operation. Therefore, a material model for describing their fully coupled thermo-mechanical response to the external excitation is essential to check the requirements in the design and analysis of HCPB blankets.
In this dissertation, a numerical simulation scheme for pebble beds under fusion-relevant conditions has been developed. ... mehr

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Volltext §
DOI: 10.5445/IR/200074161
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Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Materialforschung - Werkstoff- und Biomechanik (IMF2) (IMF2)
Publikationstyp Hochschulschrift
Jahr 2008
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 0947-8620
urn:nbn:de:0005-074552
KITopen-ID: 200074161
Reportnummer: FZKA-7455
HGF-Programm 31.40.01 (POF I, LK 01)
Verlag FZKA, Karlsruhe
Umfang X, 121 S.
Serie Wissenschaftliche Berichte. FZKA ; 7455
Abschlussart Dissertation
Fakultät Fakultät für Maschinenbau (MACH)
Prüfungsdaten 18.11.2008
KIT – Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft
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