2026年稀有气体分离技术安徽省重点实验室开放课题申请指南
课题联系人高钰枢13721021396 张振13275774677
课题名称：基于低温原位成型技术的稀有气体弹丸冷凝机理研究
研究背景：低温弹丸注入技术是将稀有气体（如氦、氖、氩、氪、氙等）通过低温冷凝成型为固态弹丸，并高速注入目标系统的一种先进技术手段。该技术在核聚变装置等离子体加料、聚变堆破裂缓解、空间推进以及高纯稀有气体分离提纯等领域具有重要的应用前景。原位冷凝成型技术通过在低温恒温器内直接完成气体的冷凝与弹丸成型，避免了中间转移环节带来的污染与损耗，是当前弹丸制备的主流技术路线。然而，稀有气体（特别是重稀有气体如氪、氙）在低温原位冷凝过程中的成核、生长及成型机理尚不清晰，冷凝条件（温度、压力、流量等）对弹丸微观结构、密度、机械强度及纯度的影响规律缺乏系统研究，制约了弹丸质量的精准控制与系统性能的进一步提升。为此，本指南拟围绕低温原位成型条件下稀有气体弹丸的冷凝机理开展系统研究，为高性能弹丸制备工艺优化提供理论支撑。
研究目标及内容：针对低温原位成型条件下稀有气体弹丸冷凝机理不清的问题，开展以下研究：（1）研究不同稀有气体（重点针对氪、氙等重稀有气体）在低温冷凝腔内的成核与生长动力学过程，建立冷凝过程的物理模型；（2）探究冷凝温度、气体流量、冷凝面温度分布等关键工艺参数对弹丸密度、微观结构、机械强度及纯度的影响规律；（3）研究多组分稀有气体在低温冷凝过程中的分离与共冷凝行为，揭示杂质气体对弹丸质量的影响机制；（4）建立弹丸冷凝成型过程的传热传质数学模型，为弹丸尺寸、成型速率及质量均匀性的精准调控提供理论依据。
技术指标：（1）建立稀有气体弹丸低温原位冷凝成型的物理模型与数学模型各1套；（2）揭示不少于3种关键工艺参数（冷凝温度、气体流量、冷凝面温度梯度等）对弹丸质量的影响规律；（3）实现单次成型的弹丸密度偏差≤5%，弹丸纯度不低于99.9%。
成果形式：形成稀有气体弹丸低温原位冷凝机理研究报告1份；发表/收录中文核心及以上期刊论文不少于1篇，或授权/受理发明专利不少于1件。
研究周期： 2年
资助经费： 20万元
其他说明：申报书电子版（完成签字和本单位盖章扫描），于2026年9月30日之前发送至联系人邮箱。联系方式：0551-65636372，13275774677，联系人：张振，邮箱：zz105423915@163.com。同时，课题申请者须在截止日期之前，将三份签字盖章的申请书装订成册，邮寄地址：安徽省合肥市高新区海棠路189号安徽万瑞冷电科技有限公司。
