金属钛辐照级联过程缺陷演化的分子动力学模拟

钛合金材料因其优异的耐腐蚀性能和机械性能被认为是反应堆的候选结构材料。本文围绕材料服役过程中的辐照损伤机制问题,采用分子动力学(MD)方法研究了金属钛(以α-Ti为例)的辐照级联过程,获得了不同温度(300、500、700和900 K)、不同能量(1、5、10和20 keV)的初级碰撞原子(PKA)沿不同晶格方向([0001]、[1010]和[1100])入射的碰撞过程,并从原子尺度分析了α-Ti在辐照级联过程下的缺陷演化行为及机制。结果表明,随着温度升高,α-Ti级联碰撞过程诱发的峰值点缺陷数明显增加,缺陷复合过程所需时间延长;随着PKA能量增加,整个缺陷演化过程的缺陷数均明显增加,稳定缺陷数也呈增加趋势;而PKA入射方向对级联过程中缺陷演化无明显影响。采用NRT(Norgett-Robinson-Torrens)模型计算获得α-Ti辐照缺陷随PKA能量的变化趋势与MD计算结果一致,级联碰撞后剩余的缺陷数约占NRT预测值的30%。本文从微观角度研究了金属钛的辐照损伤机理,相关计算结果为钛合金在未来核反应堆中的应用提供数据支持,为新型耐辐照材料研发提供理论依据。

SiC探测器的中子和γ性能测试

第三代SiC半导体探测器具有体积小、响应时间快、中子/伽马(n/γ)甄别容易等优点,广泛应用于反应堆堆芯剂量监测。本文针对自研的第三代SiC半导体探测器,采用电子束蒸发真空镀膜的技术将中子转换层材料^(6)LiF(^(6)Li丰度为95%)喷镀到SiC基底上,厚度为25μm,实现了中子转换层厚度优化。利用^(241)Amα放射源(活度9.37×10^(3)Bq)开展α粒子响应信号幅度的测量,并在^(137)Csγ放射源(活度6.23×10^(7)Bq)环境下开展γ射线的响应测试。另外,在标准辐射场系统中进行了SiC探测器的中子注量率响应线性度测量、γ剂量率响应线性度测量以及中子注量率响应线性标定。结果表明:该探测器在1×10^(3)~1×10^(6)cm^(−2)·s^(−1)中子注量率范围内线性响应拟合R^(2)=0.9969,具有良好的线性响应,n/γ剂量响应范围为0.005~20 Gy∙h^(−1),可用于核电现场反应堆中子和γ剂量的实时、精确监测。

金属镍、铁和钨初级辐照损伤演化的分子动力学研究

镍、铁和钨基合金常被用来作为反应堆的候选结构材料,在反应堆中面临中子辐照的严苛服役环境。本文采用分子动力学方法研究了金属镍、铁、钨三种金属材料的辐照级联过程,获得材料在不同温度(300~500 K)下、不同初级碰撞原子(Primary Knock-on Atom,PKA)能量(<20 keV)沿不同晶格方向(<135>、<122>和<100>)入射的辐照级联损伤过程。结果表明:金属镍和铁的稳态辐照缺陷数相当,当PKA能量较低(<5 keV)时,金属镍的稳态缺陷数比金属铁略少;而当PKA能量较高(>5 keV)时,金属镍的稳态缺陷数逐渐超过铁;在相同辐照条件下,金属钨的稳态辐照缺陷数最少,表现出更为良好的抗辐照性能。通过分析三种金属辐照级联过程中不同阶段的缺陷复合率及缺陷存活率,进一步理解其耐辐照损伤能力的差异。相关计算结果为理解不同金属的辐照性能提供数据支撑,作为金属初级辐照损伤数据集,为更大尺度的速率理论和团簇动力学等模拟材料辐照效应提供微观缺陷结构和参数。

氚基同位素电池设计优化及其电学性能的提升

采用蒙特卡罗方法开展了氚基同位素电池在辐致伏特效应和辐致光伏效应两种不同能量转换模式下的性能研究。探讨了换能材料的几何物理参数对电池电学输出性能的影响,设计制备了单层和叠层两类氚基同位素电池,测试分析了增大氚源强度、采用叠层构型两种方式对电池电学输出的提升效果。模拟结果表明:Si、SiC、GaAs光伏组件均可用于辐致伏特效应氚基同位素电池换能,且存在各自最佳厚度参数,使得电池电学输出性能达到最优,分别为3.8μm、2.2μm、1.7μm;对于辐致光伏效应氚基同位素电池,可通过调整ZnS∶Cu荧光层的厚度,使出射的荧光辐照度达到最大,进而优化电池电学输出性能。结果提示,增大氚源强度、采用叠层构型均可实现氚基同位素电池最大输出功率等电学参数的有效提升,其中并联叠层的最大输出功率可达到106.138 nW,相比于单层构型增幅超过64%。

核电厂开关电源失效分析过程概述

开关电源承担着对电能进行转换、加工和调节的任务,在核电领域广泛应用。据不完全统计,单台CPR1000核电机组的分散控制系统(Distributed Control System,DCS)含有开关电源500余块,其可靠性对电子系统乃至于整个核电机组的运行有着决定性作用,在一定程度上讲,开关电源几乎可认为是电子系统中最重要的部件。随着核电运行时间增加,部分开关电源开始进入老化末期,故障频现。结合国内某核电厂开关电源的失效案例进行分析,为核电厂开关电源失效分析过程提供参考。

低速CPU系统中高速采样与海量缓存的实现

高速数据采集在各工业领域有着广泛的应用,高速、高性能元器件价格昂贵,采购困难。在成本敏感、设计期限紧张的前提下,如何利用常见的元器件,既能满足采样速率的要求,又有较大的缓存空间,是设计人员经常遇到的问题。本文提出了一种高速采样与海量缓存的实现方法,该方法以低速器件的协调工作获得高速的采样率,并可以不受M CU速度与寻址空间的制约。根据本方法设计的电路总体工作频率不高,降低了对单个元器件性能的要求,电路的可靠性大为提高。

油纸绝缘老化产物对油中水分饱和溶解度的影响

对4组油纸绝缘试样在150℃下进行不同时间的加速热老化,研究油纸老化产物有机酸和芳香烃对油中水分饱和溶解度的影响规律。结果表明:油中水分饱和溶解度随着油中酸值和芳香烃含量的增加而增加,其中酸对油中水分饱和溶解度的影响较大,芳香烃的影响较小。根据试验结果,引入与油中芳香烃含量和酸值相关的平移因子m和n,利用Arrhenius公式建立了油中水分饱和溶解度与温度、油中酸值和芳香烃含量的数学公式,并验证了该公式的有效性。

核电站仪控开关可靠性数据分析与处理

基于仪控开关现场失效数据,分别应用指数分布以及威布尔分布对仪控开关进行可靠性参数估计。对于无失效数据的情况,使用贝叶斯理论进行参数估计。分别得出了不同寿命分布类型开关的失效率。以大亚湾核电站实际使用的3种类型仪控开关为例,对其失效数据进行了可靠性评估,说明了方法的有效性。

基于虚拟仪器技术的应急柴油机调速器测试系统研制

针对大亚湾核电站应急柴油机调速器上机前预调试效率低且调试结果无法验证的问题,将虚拟仪器技术应用于该预调试过程,开发了一套调速器动静态响应特性测试系统。测试系统以LabVIEW为软件开发平台,配以笔记本电脑、信号调理单元和数据采集卡,实现了对调速器动静态特性的测试。测试项目有:模拟调速器多个输入信号;实时测量、保存调速器执行输出信号;对数据进行处理分析。在大亚湾核电站的应用结果表明系统稳定,效率高。

核电站仪控开关触点接触失效分析

进行了核电站仪控开关触点接触失效分析。应用NIUSB-6211型多功能DAQ模块、辅助电路和LabView软件,研制了能自动跟踪接触电阻随电流增大的变化趋势的测量装置。该测量装置配合电子扫面显微镜和X射线能谱分析,可观察触点表面的形貌以及分析微区成分,从而确定仪控开关接触系统失效的机理。

玻璃管熔断器熔断体老化失效的物理分析

对熔断器的老化机理进行了论述,并对良品熔断器进行了失效物理分析。对同型号、同批次熔断器进行了加速老化试验,对试验中熔断的样品以及未熔断的老化样品进行了失效物理分析。经良品、熔断品以及老化样品的对比可明显地辨别出熔断器的老化现象。

限流熔断器弧前时间-电流特性的仿真

针对限流熔断器的弧前过程,建立了三维热电耦合模型,利用Ansys软件进行仿真,获得其弧前时间-电流特性。结合实际熔断器产品,通过仿真与试验结果的对比表明,计算误差满足工程实际需要,验证了该仿真模型和计算方法的正确性。

一种智能型熔断器寿命试验与评估系统

根据老化机理建立的基于金属电迁移理论的熔断器寿命预测模型,开发了一套熔断器寿命评估系统。该系统能够采集精确的、全面的寿命试验数据,经过数据分析与处理,能得到组熔断器的预测寿命。最后,以TDP44-1A型熔断器为例,对所述寿命评估方法进行了验证,说明了方法的有效性。

核电站熔断器老化机理探究及试验分析

对核电站熔断器的老化机理进行了深入的分析研究,指出了老化的熔断器在未达到额定电流的条件下即会出现熔断的现象。使用加速老化试验的方法得到了老化失效的熔断器,应用电子扫面显微镜(SEM)以及X射线能谱分析等表面微观分析方法,对该失效熔断器以及同型号、同批次的良品熔断器进行了分析比较,从微观的角度证明了老化会导致熔断器性能下降。

论增强高校思想政治理论教育的传播力

从传播学视角看,高校思想政治理论教育是一种信息传播活动。影响高校思想政治理论教育传播效果的因素很多,其中传播力的强弱是重要因素之一。把握四个要素是增强传播力的前提;对受众进行正确定位和分析是增强传播力的关键;合理组合媒介,将信息有效编码是增强传播力的核心;信息的搜集、筛选和整理是增强传播力的基础。

120V隔离开关接触失效物理分析

应用智能型多功能AD/DA转换单元、电压跟随单元、取样单元及可调节档位的电压信号放大单元,通过USB接口与计算机进行数据交换,配合编程软件对一个失效的120V隔离开关进行了接触电阻的变化趋势分析。应用电子扫描显微镜以及X射线能谱分析等表面微观分析技术,观察隔离开关电接触表面的形貌,并分析微区成分,确定隔离开关接触系统失效的原因。

核电厂低压电缆的老化状态监测技术

核电厂运行过程中,安全壳内低压仪表及控制电缆的老化会影响全厂系统运行的安全性和可靠性。文中详细地介绍了几种状态监测技术在核电厂低压电缆老化管理中的应用。

自动测温型熔断器加速老化试验系统

基于熔断器加速老化试验系统中温度测量依然采用手动测温,无法避免由测量时间、仪器使用方式、测量位置、测量角度、读数等带来的误差问题,提出并研发了一种熔断器自动测温系统,并应用于熔断器加速老化试验系统中。该熔断器自动测温系统有效地克服了手动测量带来的各种问题,有极大的应用价值。

电力设备预防性试验数据计算机管理系统

《电力设备预防性试验规程》(以下简称《规程》)规定,供电部门必须定期对公用变电站及用户变进行预防性试验,以及时发现电力设备的隐患,保证供电系统的安全运行.随着计算机技术的不断发展,大量数据的存储和实时分析成为可能.因此可以将《规程》内容录入数据库,建立专家系统,这样就可以对试验报告进行实时在线分析,大大简化分析过程,提高工作成效.……

晶闸管寿命评估技术研究

为了能够得到有效的晶闸管加速寿命试验方案及其相关失效数据,利用现有的晶闸管寿命评估理论,结合晶闸管的运行状况及其相关失效机理,探索一种更完善的新型晶闸管加速寿命试验方法。通过分析总结晶闸管主要的失效机理,提出与晶闸管老化关系及失效机理最密切的加速寿命试验方案。