铀表面鎏镀锌涂层及其抗腐蚀性能

利用锌汞齐在铀表面鎏镀锌保护涂层,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)对涂层进行了表征,采用热重法和激光拉曼光谱测试了涂层的抗氧化腐蚀性能。结果表明,在铀表面鎏镀的锌涂层结构致密,与基体结合紧密;在40%的氧气氛中,150℃温度时的加速腐蚀试验结果显示,鎏镀锌涂层具有优良的抗氧化腐蚀性能,锌涂层的抗腐蚀原理是基于在锌涂层表面形成致密的氧化锌保护膜,从而阻止基体铀的进一步腐蚀。

贮氢合金表面处理改善吸放氢性能研究

研究表面改性对La系合金贮氢性能的影响,采用化学镀的方法,对LaNi5和LaNi4.7Al0.3合金进行了镀Pd的表面处理实验。在p-C-T测试系统上研究了镀Pd前后,LaNi5和LaNi4.7Al0.3合金的抗CO毒化性能,进行了动力学性能测试、循环次数测试等。实验结果表明,化学镀Pd后的贮氢合金与未镀Pd的合金相比,吸氢性能得到改善,表现为:平台区域相对变平,吸氢孕育期缩短、循环次数增加,抗CO毒化性能提高。

镧系合金表面镀Pd工艺研究

研究了通过表面处理改善镧系贮氢合金性能的技术。采用敏化、活化和化学镀技术，研究了镀膜时间、镀膜温度对Pd形貌、Pd含量的影响，在合金粉末表面镀制了Pd薄膜。结果表明：优化的镀覆工艺为化学镀Pd，其适宜时间为2h，镀液温度在50～60℃之间，镀液浓度（以PdCl2计算）为1.70～2.55g/L之间。

LaNi_5-H体系计算机模拟

采用CASTEP软件,应用总能赝势方法对LaNi5与氢相互作用体系进行了模拟计算。计算中设置赝势为超软赝势,对交换关联能项采用广义梯度近似(GGA),对电子采用自旋极化处理。每个体系均采用完全的结构优化来计算平衡时的体系总能量。计算结果表明,氢原子在钯晶格中最有利位置是八面体间隙位,空位反而不利于氢原子占据。LaNi5H中氢原子在LaNi5晶格中最有利的位置是由2La2Ni组成的四面体间隙位。

Pt-Ir/C/PTFE疏水催化剂及催化H-D交换研究

制备了 8种金属含量不同的Pt Ir C PTFE疏水性催化剂 ,采用这些催化剂进行了H D同位素气液对流、气汽并流交换实验 ,初步考察了温度、压力、氢气流速对催化活性的影响。实验表明 ,Ir的加入能够提高疏水催化剂的催化活性 ,当Ir在二元金属中的含量为 2 5 %时 。

基于密度泛函理论对等离子体中H/CO_(2)相互作用的第一性原理研究

深入理解辐照条件下氢同位素与CO_(2)反应的微观机制,可为聚变堆氘氚燃料循环工艺的优化设计提供数据支撑。基于此,采用第一性原理计算研究了等离子体放电条件下H_(2)和CO_(2)的微观反应机制,研究了不同温度和氢同位素效应对反应过程的影响。通过内禀反应坐标(IRC)算法结合反应过渡态获得4条初始反应路径,并对比研究了生成产物CH_(4)及CH_(3)OH的2条路径在热力学上的容易程度,以及不同氢同位素对各个反应的影响。研究发现,氚的自发衰变或等离子体中的高能电子都会诱导氢同位素与CO_(2)发生反应,形成CO、H_(2)O、CH_(4)及CH_(3)OH等产物;在高能电子诱导CO_(2)的离解后,由4条初始反应路径组成的复杂反应可以自持发生,且该复杂反应中存在2种倾向;升高反应温度对CO_(2)转化为有机物(CH_(4)和CH_(3)OH)具有一定的促进作用。

基于UH_x-H_2体系的反应堆堆芯建模及中子注量率计算

基于铀氢体系的微型自控反应堆(HPM)是一种新型堆型,具有良好的发展潜力,要建立该堆,需要对铀氢体系的中子学性能进行详尽的研究。论文在PCT测试系统上对铀床内的铀进行吸放氢循环,取50次循环次数后的氢化物做工业CT扫描,获得铀氢化物的填料密度分布,然后利用MCNP程序的重复几何结构功能以及实验得到的参数,建立了HPM堆芯临界计算的数学模型,并计算了堆芯临界状态下的能谱以及中子注量率分布,误差小于3%,为HPM的设计提供理论参考。

工业CT在铀氢化物密度测量中的应用

采用模拟试验的方法,对试样的铀床进行了重复的吸氢-释氢试验。通过测定已知密度标准试样(铀床壁为不锈钢)的CT值,建立CT值和密度之间的线性关系,测定铀床内铀氢化物的CT值,得到其不同截面的密度分布曲线。

汞齐法制备铀保护涂层

选用Zn、Sn、Au三种金属制备汞齐,在铀表面开展了汞齐法涂层制备工艺研究,利用SEM和EDS对涂层进行了表征,主要研究汞齐法在铀表面制备涂层的工艺,包括镀前处理、氧化层对涂层性能的影响。结果表明:采用汞齐法在铀表面制备金属涂层的方法是可行的,在轻微氧化的样品表面能利用该方法制得结合良好的涂层,氧化层在制备过程中弥散于涂层内。1:1HNO3去除氧化层后,可以制备界面均匀、结合紧密的高质量涂层。可单次制备20～50μm范围的Zn、Sn涂层,可多次制备较厚的Au涂层。