曾 月，顾汉洋，胡 晨

（上海交通大学核科学与工程学院，上海 200240）

上旋式无窗散裂靶件自由界面数值研究

曾 月，顾汉洋，胡 晨

（上海交通大学核科学与工程学院，上海 200240）

无窗散裂靶件是加速器驱动的次临界系统的重要组成部分。为了使靶件维持稳定的自由界面并具有良好的热移出功能，本文提出一种上旋式无窗靶件设计，以水为工质，采用ANSYS Fluent软件对该靶件设计进行数值模拟。结果表明，该结构散裂靶件能较好地维持稳定自由界面，不会出现漩涡滞止区，并得到不同入口流速对自由界面形状、流场特征及压降的影响。

加速器驱动的次临界系统；无窗靶件；自由界面；VOF

加速器驱动的次临界系统（ADS）为国际公认的从根本上处理嬗变长寿命核废物的新型核系统。散裂靶件是ADS的核心部件，该部件通过散裂反应产生中子源，同时释放大量热量。为了在产生稳定中子源的同时将散裂过程中产生的热量有效带出，ADS散裂靶件的发展经历了固态到液态、有窗到无窗的过程。无窗靶件无窗体材料寿命限制、散裂反应热沉积快速输出等特点使之成为目前研究的热点［1］。液态无窗靶件研究的重点包括以下两点：一是如何在特定流动边界下维持稳定光滑的自由界面，防止液滴飞溅污染质子束入射管；二是如何尽可能减小与自由界面相耦合的非稳态流场中滞止漩涡的尺度，增强流场的热移出能力。国际上关于ADS的学术交流以及科技研究一直很活跃，美国、日本、俄罗斯和欧洲都有相应的研究计划，如ATW计划、OMEGA计划及SPIN计划，其他的一些国家也参与到国际合作中，如韩国的KOMAC-HYPER、比利时的MYRRHA等［2］。……