[发明专利]一种利用激光加热模拟螺旋燃料反应性引入事故的装置

权利要求书

1.一种利用激光加热模拟螺旋燃料反应性引入事故的装置，其特征在于：包括实验台(A)，正对实验台(A)两侧视窗布置第一掺镱光纤激光器(B)与第二掺镱光纤激光器(H)，布置于实验台周围视窗的光学高温计(D)与热成像仪(G)，与光学高温计(D)、热成像仪(G)和第一掺镱光纤激光器(B)相连接的温度反馈控制装置(C)，放置于实验台(A)中心的样品台(F)，支撑样品台(F)的样品台支架(E)；样品台(F)包括：样品支撑块(N)，固定样品支撑块(N)的样品支架(K)，置于样品支架(K)中间的平整蓝宝石光窗(L)与带定位凹点的蓝宝石光窗(P)，用于带定位凹点的蓝宝石光窗(P)和十字形激光光环透光板(M)定位的球形定位销(Q)，平整蓝宝石光窗(L)与实验样品(I)之间的十字形激光光束透光板(O)，平整蓝宝石光窗(L)与带定位凹点的蓝宝石光窗(P)之间的十字形激光光环透光板(M)，置于两片平整蓝宝石光窗(L)之间的实验样品(I)及围绕实验样品(I)布置的隔热环(J)；所述实验样品(I)用于模拟螺旋燃料；

当需要模拟螺旋燃料反应性引入事故时，实验开始时，调整样品台支架(E)，使样品台(F)、第一掺镱光纤激光器(B)和第二掺镱光纤激光器(H)三者中心位于同一直线上，之后依次打开第一掺镱光纤激光器(B)、光学高温计(D)与温度反馈控制装置(C)，第一掺镱光纤激光器(B)产生稳定激光照射，使激光束依次透过平整蓝宝石光窗(L)与十字形激光光束透光板(O)，对实验样品(I)进行预加热，使实验样品(I)温度分布与其正常运行工况温度分布一致，光学高温计(D)监测实验样品(I)的温度，并通过温度反馈控制装置(C)实时控制第一掺镱光纤激光器(B)的发射功率，实现预加热阶段后期实验样品(I)温度保持在设定范围内；完成实验样品(I)预加热之后，打开热成像仪(G)，实现模拟反应性引入事故过程温度的监测与记录；打开第二掺镱光纤激光器(H)，第二掺镱光纤激光器(H)产生脉冲激光照射，脉冲激光信号依次通过带定位凹点的蓝宝石光窗(P)、十字形激光光环透光板(M)与平整蓝宝石光窗(L)，实现实验样品(I)边缘位置十字环形脉冲激光信号加热，以此实现螺旋燃料应性引入事故的模拟。

2.如权利要求1所述的一种利用激光加热模拟螺旋燃料反应性引入事故的装置，其特征在于：所述实验样品(I)的厚度小于实验样品(I)的材料热扩散长度。

3.如权利要求1所述的一种利用激光加热模拟螺旋燃料反应性引入事故的装置，其特征在于：所述隔热环(J)、样品支撑块(N)、样品支架(K)、十字形激光光束透光板(O)和十字形激光光环透光板(M)由二氧化锆耐高温隔热材料制作。

4.如权利要求1所述的一种利用激光加热模拟螺旋燃料反应性引入事故的装置，其特征在于：所述带定位凹点的蓝宝石光窗(P)与十字形激光光环透光板(M)的定位凹点数目能使二者实现相互固定，以产生规定精度的十字形激光环。

5.如权利要求1所述的一种利用激光加热模拟螺旋燃料反应性引入事故的装置，其特征在于：所述平整蓝宝石光窗(L)、十字形激光光束透光板(O)、实验样品(I)及围绕实验样品(I)布置的隔热环(J)、带定位凹点的蓝宝石光窗(P)与十字形激光光环透光板(M)依次摆放，相邻部件之间实现紧密贴合。