曾正魁，蒋洁琼，王海霞，陈思泽，王志刚，李 斌，黄群英,*

(1.中科院核能安全技术研究所，中子输运理论与辐射安全重点实验室，合肥 安徽 230031；2.中国科学技术大学，合肥 安徽 230026)

双功能冷液态锂铅(DFLL)包层是由中科院核能安全技术研究所·凤麟团队(以下简称凤麟团队)提出的可用于中国聚变工程实验堆(CFETR)[2]的高性能产氚包层设计方案[3]。DFLL包层使用液态锂铅共晶体(Li17Pb83，简写为LiPb)和高压氦气作为冷却剂，同时LiPb也是包层氚增殖剂[4]。氚增殖比(TBR)是衡量包层氚自持能力的重要指标，是聚变堆设计的关键设计参数之一。考虑到氚的衰变、滞留、泄漏、循环提取效率、燃耗等效应，要求聚变堆包层TBR必须大于1.1[5]，CFETR第一阶段要求TBR≥1.2[2]。

凤麟团队针对CFETR开展了DFLL包层的概念设计，并对屏蔽层进行了初步优化[6,7]，本文将在上述设计基础上(以下简称初始设计)对影响TBR的几何尺寸和材料成分进行敏感性分析，并开展锂铅包层中子学模型的产氚率实验，为DFLL包层的优化设计提供数据参考。

1 包层设计与中子学模型

CFETR等离子体大、小半径分别为5.7 m和1.6 m；堆本体包括等离子体区、增殖包层模块、真空室和纵向场线圈等；装置主要物理参数及设计目标由参考文献[2]给出。本研究选取装置环向上的1/16进行建模，每个扇段环向张角为22.5°，扇段内布置12个包层子模块，其中内包层6个子模块(编号1-6)，外包层6个子模块(编号7-12)，如图1(a)所示。DFLL包层模块由第一壁钨护甲、第一壁、氚增殖区、背板氦气联箱、屏蔽层组成，内外包层模块厚度分别为900 mm和1 200 mm。……