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压水堆沉积物对包壳表面性能影响的模拟研究
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作者 沈媛 来允尘 +4 位作者 谭诗雨 矫彩山 侯洪国 晁楠 高杨 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期801-813,共13页
随着新一代压水堆燃料循环周期的增加,堆芯中腐蚀产物沉积所带来的影响也日趋严重,沉积物引起的包壳表面温度和物质浓度变化提高了堆芯功率偏移、放射剂量增加和包壳腐蚀的风险。为预测压水堆包壳沉积物带来的风险,本文对附着沉积物的... 随着新一代压水堆燃料循环周期的增加,堆芯中腐蚀产物沉积所带来的影响也日趋严重,沉积物引起的包壳表面温度和物质浓度变化提高了堆芯功率偏移、放射剂量增加和包壳腐蚀的风险。为预测压水堆包壳沉积物带来的风险,本文对附着沉积物的包壳表面传热、传质、流体流动、化学过程进行了多物理场模型建立和优化,计算了不同操作条件、水化学条件和沉积物结构下的包壳表面传热参数和物质传递参数,讨论了沉积物对包壳表面传热性能的影响及硼累积风险,并提出了用于预估沉积物诱导硼累积风险值的关系式。结果表明:在沉积物内发生沸腾时,考虑硼酸挥发过程能够获取更接近实际的沉积物温度分布;对于正常的压水堆条件,40μm沉积物微孔结构中的硼累积量主要源于因包壳表面局部沸腾而导致的硼酸浓缩(0.0574 g/m^(2))和沉积层对硼的吸附作用(4.61×10^(-3) g/m^(2)),孔道中的沉积硼来源于Li_(2)B_(4)O_(7),预估值为8.34×10^(-5) g/m^(2),而LiBO_(2)不发生沉积。 展开更多
关键词 CRUD 传热 硼累积 包壳 压水堆
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联吡啶二酰胺配体对U(Ⅵ)/Mo(Ⅵ)的萃取分离及机理
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作者 修涛元 张萌 +3 位作者 叶国安 矫彩山 袁立永 石伟群 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期2177-2184,共8页
针对U(Ⅵ)/Mo(Ⅵ)分离的问题,本文合成了3种不同烷基取代基的联吡啶二酰胺配体。采用溶剂萃取和光谱分析分别探究配体对U(Ⅵ)/Mo(Ⅵ)分离性能和萃取机理。实验结果表明:3种配体均可以实现U(Ⅵ)和Mo(Ⅵ)之间的高效分离,分离因子在最优条... 针对U(Ⅵ)/Mo(Ⅵ)分离的问题,本文合成了3种不同烷基取代基的联吡啶二酰胺配体。采用溶剂萃取和光谱分析分别探究配体对U(Ⅵ)/Mo(Ⅵ)分离性能和萃取机理。实验结果表明:3种配体均可以实现U(Ⅵ)和Mo(Ⅵ)之间的高效分离,分离因子在最优条件下甚至达到~2000。选用3种反萃剂进行反萃实验,3次反萃率均接近100%,该类配体具有良好的循环利用潜力。结合斜率分析、质谱滴定和红外光谱等手段进一步阐述相关配位化学及萃取机理。3种配体均可以实现U(Ⅵ)/Mo(Ⅵ)的高效分离,为U(Ⅵ)/Mo(Ⅵ)分离配体设计提供了重要参考。 展开更多
关键词 联吡啶 二酰胺 萃取 反萃 分离 配位机理
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UO_(2)在碳酸盐熔盐中的反应行为研究
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作者 侯晨曦 何明键 +2 位作者 张萌 矫彩山 何辉 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期2163-2169,共7页
为获得UO_(2)在碱金属碳酸盐熔盐体系中的基础反应数据,本文分析了UO_(2)在不同组分碳酸盐熔盐中的平衡浓度和反应产物。本文借助电感耦合等离子体质谱、X射线衍射、红外光谱等表征方法,研究反应产物及铀的形态。结果表明:在本文条件下... 为获得UO_(2)在碱金属碳酸盐熔盐体系中的基础反应数据,本文分析了UO_(2)在不同组分碳酸盐熔盐中的平衡浓度和反应产物。本文借助电感耦合等离子体质谱、X射线衍射、红外光谱等表征方法,研究反应产物及铀的形态。结果表明:在本文条件下,铀元素在不同组分碳酸盐熔盐中平衡浓度(500~700℃)呈“V”型分布,其平衡浓度在20~220μg/g,最小值在二元和三元熔盐体系中分别低于30μg/g和60μg/g(600℃)。另外UO_(2)在碳酸盐熔盐中的反应产物结构均以重铀酸盐为主(<700℃)。在碳酸盐熔盐体系中系统的分析了UO_(2)的反应行为,验证了碳酸盐盐熔盐氧化技术对UO_(2)进行氧化处理的可行性,为该技术的发展提供了一定基础数据的支撑。 展开更多
关键词 乏燃料后处理 碱性体系 碳酸盐熔盐 UO_(2) 反应产物 平衡浓度 物相结构 氧化处理
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基于碳酸盐环境的甲基三辛基碳酸铵萃取铀的分配比模型
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作者 方豪凡 何明键 +2 位作者 矫彩山 张萌 王靖阳 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期2157-2162,共6页
为了解决基于碳酸盐体系的碱性乏燃料后处理流程,即CARBEX流程中萃取流程工艺设计困难的问题,本文建立了甲基三辛基碳酸铵萃取铀的分配比模型。主要考虑了水相碳酸盐浓度、水相铀浓度、萃取剂浓度和相比4个因素对铀的分配比影响,基于甲... 为了解决基于碳酸盐体系的碱性乏燃料后处理流程,即CARBEX流程中萃取流程工艺设计困难的问题,本文建立了甲基三辛基碳酸铵萃取铀的分配比模型。主要考虑了水相碳酸盐浓度、水相铀浓度、萃取剂浓度和相比4个因素对铀的分配比影响,基于甲基三辛基碳酸铵在碳酸盐环境中萃取UO_(2)(O_(2))(CO_(3))_(4)^(-2)的萃取平衡方程式,采用分离变量的方法进行分段拟合,建立了铀的分配比模型。研究表明:与实验值对比,模型的相对误差在±10%以内。但是存在部分数据偏差过大,通过分析表明当有机相中铀浓度达到未萃取时萃取剂浓度的1/2以前,该模型适用;当超过1/2时,铀在有机相中发生化学形态的转变,因此模型不再适用。该研究是首次建立甲基三辛基碳酸铵的萃取铀的分配比数学模型,为后续碳酸盐体系的碱性乏燃料后处理流程工业化应用提供了一定的基础。 展开更多
关键词 乏燃料后处理 碳酸盐体系 萃取分离 甲基三辛基碳酸铵 过氧碳酸铀酰 分配比模型 变量分离 分段函数
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压水堆燃料元件表面腐蚀产物沉积过程模型开发 被引量:6
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作者 矫彩山 韩旭 +4 位作者 侯洪国 谢杨 翟佳旺 谢海燕 李学松 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期915-920,共6页
为建立压水堆燃料元件表面腐蚀产物沉积定量预测方法,对燃料元件性能分析提供评价标准。本文以压水堆燃料元件为研究对象,针对传质和沸腾过程对腐蚀产物沉积的影响建立了模型。在对典型1000 MW压水堆一回路进行节点划分的同时,全面考虑... 为建立压水堆燃料元件表面腐蚀产物沉积定量预测方法,对燃料元件性能分析提供评价标准。本文以压水堆燃料元件为研究对象,针对传质和沸腾过程对腐蚀产物沉积的影响建立了模型。在对典型1000 MW压水堆一回路进行节点划分的同时,全面考虑了腐蚀产物在不同形态之间的转化。通过Matlab对模型所建立的方程组进行求解,得到腐蚀产物沉积总量、沉积分布和沉积组成。研究结果表明:预测结果与Callaway核电站中实际的观测值和美国电力研究协会(EPRI)开发模型的计算结果处在相同的数量级并且趋势一致。因此,本文建立的模型可以用于压水堆燃料元件表面腐蚀产物沉积的定量预测。 展开更多
关键词 压水堆 燃料元件 腐蚀产物沉积层 沉积模型 过冷沸腾 一回路 结构材料 沉积分布
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支撑液膜分离技术在高放废液分离中的应用 被引量:3
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作者 呼逸夫 周羽 +1 位作者 矫彩山 高杨 《膜科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期151-160,共10页
液膜分离技术具有选择性好,分离速度快,分离效率高,设备简单,占地面积小等优点,在高放废液分离领域表现出广阔的应用前景.本文针对液膜分离技术的历史沿革、分类、传质机理、在高放废液分离中的研究现状等方面进行了综述,探讨了支撑液... 液膜分离技术具有选择性好,分离速度快,分离效率高,设备简单,占地面积小等优点,在高放废液分离领域表现出广阔的应用前景.本文针对液膜分离技术的历史沿革、分类、传质机理、在高放废液分离中的研究现状等方面进行了综述,探讨了支撑液膜分离技术距离实现工业化仍存在的主要问题及相应的解决方案. 展开更多
关键词 高放废液 液膜分离技术 支撑液膜
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同位素分离原理课程多学科模块化的教学模式探讨 被引量:1
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作者 张萌 杨洋 +1 位作者 矫彩山 王艳力 《黑龙江科学》 2021年第3期1-3,共3页
为提升核燃料循环与材料学科专业研究生的科研能力、创新能力、实践能力,对同位素分离原理课程多学科模块化的教学模式展开探讨。借鉴德国高校模块化改革的成功经验,制定了教学模块与学科知识点模块,并将二者耦合形成了课程的总体知识... 为提升核燃料循环与材料学科专业研究生的科研能力、创新能力、实践能力,对同位素分离原理课程多学科模块化的教学模式展开探讨。借鉴德国高校模块化改革的成功经验,制定了教学模块与学科知识点模块,并将二者耦合形成了课程的总体知识网。采用讲授、讨论、练习、讲座的教学形式,教学实践中将课堂授课分为基本概念、化学分离、激光分离、物理分离、经济性分析五个模块,突出了学生在教学活动中的主体地位。同位素分离原理课程多学科模块化的教学模式使学生参与度显著提高,保证了教学内容与专业总体培养目标之间的紧密联系,避免了教学内容的盲目性和随意性,取得了很好的教学效果。 展开更多
关键词 同位素分离原理 模块化 教学模式
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压水堆腐蚀产物行为影响因素及模型综述
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作者 吉利 卢川 +6 位作者 段振刚 沈媛 张萌 周羽 矫彩山 侯洪国 高杨 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1432-1440,共9页
压水堆一回路腐蚀产物沉积对反应堆的安全、稳定运行有重要影响。迄今为止,针对腐蚀产物行为已开展了广泛研究。本文概述了腐蚀产物行为的主要影响因素,包括水化学条件、热通量、冷却剂流速等。合适的水化学条件,如pH控制在7.4附近、溶... 压水堆一回路腐蚀产物沉积对反应堆的安全、稳定运行有重要影响。迄今为止,针对腐蚀产物行为已开展了广泛研究。本文概述了腐蚀产物行为的主要影响因素,包括水化学条件、热通量、冷却剂流速等。合适的水化学条件,如pH控制在7.4附近、溶解H浓度在25~50 cm^(3)/kg H_(2)O之间,会降低腐蚀产物生成量。热通量、冷却剂流速对腐蚀产物沉积也有不可忽视的影响。另外,对具有代表性的腐蚀产物行为预测模型及燃料元件表面腐蚀产物沉积影响模型进行了介绍,并对今后腐蚀产物行为的进一步研究提出了建议。 展开更多
关键词 腐蚀产物 水化学条件 计算代码 传热模型
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碱性体系下乏燃料氧化溶解行为与机理研究进展
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作者 侯晨曦 何明键 +2 位作者 方豪凡 矫彩山 何辉 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期907-914,共8页
碳酸盐体系下的乏燃料后处理流程,具有流程短、安全性高、废物量少且易于处理等优势,特别适合高燃耗乏燃料的处理。其中乏燃料在碱性条件下的氧化溶解是此类流程的关键步骤。为了准确探讨该工艺步骤的研究现状,本文对碱性体系下乏燃料... 碳酸盐体系下的乏燃料后处理流程,具有流程短、安全性高、废物量少且易于处理等优势,特别适合高燃耗乏燃料的处理。其中乏燃料在碱性条件下的氧化溶解是此类流程的关键步骤。为了准确探讨该工艺步骤的研究现状,本文对碱性体系下乏燃料氧化溶解行为与机理方面的研究进行了调研。结果表明:该体系普遍选择Na_(2)CO_(3)或NH_(4)CO_(3)作为溶解介质,以H_(2)O_(2)作为氧化剂。U(IV)在溶解过程中被氧化为UO^(2+)_(2)后与O^(2-)_(2)及CO^(2-)_(3)等配体形成配合物,该溶解过程与pH值、温度、辐照与超声作用等多种化学与物理因素有关。其中辐照或超声条件下产生的·OH对UO_(2)的氧化溶解有较大的促进作用。而对于辐照条件下溶解速率与吸收剂量等参数间关系,碱性条件下的溶解速率模型等基础研究工作仍需进一步深入研究。 展开更多
关键词 乏燃料后处理 碱性体系 铀氧化物 碳酸盐 影响因素 氧化溶解 机理
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Effect of electrochemical oxidation on carbon nanotube electrodes of electric double layer capacitors
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作者 QIAO YingJie LI ChenSha +1 位作者 CHEN XingJuan jiao caishan 《Science China(Technological Sciences)》 SCIE EI CAS 2012年第4期913-920,共8页
Electrochemical oxidation of the carbon nanotube (CNT) polarizable electrodes of electric double layer capacitors (EDLCs) was studied. It indicated that electrochemical oxidation elevated the available surface area of... Electrochemical oxidation of the carbon nanotube (CNT) polarizable electrodes of electric double layer capacitors (EDLCs) was studied. It indicated that electrochemical oxidation elevated the available surface area of the electrodes and introduced some kinds of functional group on the CNT surfaces. The specific capacitances of the polarizable electrodes with organic electrolyte could be enhanced from 22.4 F g-1 to 78.2 F g-1 after electrolysis oxidization. The enhancement of the specific capacitance depends on the extent of electrochemical oxidation. Using acidic electrolyte for electrochemical oxidation has different effects on modifying the performances of the CNT polarizable electrodes compared to using basic electrolyte. 展开更多
关键词 碳纳米管电极 双电层电容器 电化学氧化 有机电解液 极化电极 表面官能团 酸性电解液 电解氧化
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