BABY 1L：首次氚增殖实验活动结果
仪器与探测器
2026-04-17 v1 核实验
等离子体物理
摘要
实现氚自持是未来聚变发电厂面临的关键挑战。BABY 1L 实验是麻省理工学院 LIBRA 项目的一部分，旨在标定在氘-氚（DT）中子辐照下熔盐增殖剂系统中的氚增殖与释放。在初始的 100 mL 实验活动基础上，BABY 1L 将增殖剂体积增加了十倍，改进了热工与气体处理系统，并增强了中子诊断能力，包括一台质子反冲望远镜。我们报告了使用密封管 DT 中子发生器进行的四次辐照实验的结果，其中通过水鼓泡器收集的氚经由液体闪烁计数法进行测量。实验测定的氚增殖比（TBR）与 OpenMC 中子学模拟结果进行了比较，显示出非常好的一致性。测得的 TBR 值表明，相较于 100 mL 实验，性能提升了六倍，这主要归因于立体角的增加和测量保真度的提高。我们还研究了氚释放动力学，并确定在 630-750 °C 温度范围内，扩散限制输运是盐体积中的主导机制。此外，我们观察到在氦载气中引入氢气会显著加速氚释放，这与同位素交换机制一致。所有分析均通过开源工具包 libra-toolbox 进行，该工具包简化了跨实验活动的模拟、数据处理和验证工作。这些结果为未来液态增殖剂系统的设计和运行提供了关键见解，并证明了 BABY 平台作为氚增殖研究试验台的成熟度。
引用
@article{arxiv.2509.26174,
title = {BABY 1L: First Tritium Breeding Campaign Results},
author = {Rémi Delaporte-Mathurin and Nikola Goles and Collin Dunn and Emily Edwards and Sara Ferry and Ross MacDonald and Ethan Peterson and Davide Pettinari and Stefano Segantin and Weiyue Zhou and Kevin B. Woller},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.26174},
year = {2026}
}