基于多频涡流技术的燃料棒包壳管氧化膜厚度测量方法

核燃料棒包壳管表面的氧化膜会影响其导热性能,使燃料棒的温度上升,加快燃料包壳的腐蚀速度,给反应堆带来潜在安全风险。故有必要对氧化膜厚度进行精确测量。为此,构建了燃料棒包壳管的三维有限元仿真模型,对燃料包壳多频检测进行了分析,总结了激励频率、包壳管电导率和金属涂层厚度对氧化膜测量结果的影响规律;提出了融合多频测量数据,抑制干扰因素影响,精确计算氧化膜厚度的方法,并进行了试验验证。结果表明,该方法的氧化膜厚度计算误差小于1μm,可用于燃料包壳管氧化膜厚度的量化表征。

反应堆中子源强计算程序开发

确定反应堆内的中子源强对反应堆物理启动、临界实验和无源启动等活动的安全非常重要。本工作结合实际情况,通过分析轻水反应堆停堆后堆内中子源的种类及来源,确定堆内中子源主要由以下4部分组成:自发裂变中子源、(α,n)中子源、初级中子源和次级中子源。对这4种中子源的计算方法、原理进行研究,建立了数学计算模型,在计算模型中成功引入瞬跳近似和常源近似,提高了计算效率,在此基础上开发出可计算反应堆停堆后任意指定时刻堆内中子源强的程序包。通过例题计算表明,该程序对4种中子源的计算结果符合均很好,总中子源源强计算结果为5.60×106 s-1,计算误差为4%,该程序已经通过验证并投入实际使用。

基于微流控技术的SiC包覆U_(3)O_(8)核燃料微球可控制备

事故容错核燃料是一种更加安全的新型核燃料,而包覆核燃料微球是制备事故容错核燃料的重要基础材料。基于微流控技术精准可控制备核壳液滴的特性,提出以铀酰离子溶胶溶液为核相流体,碳化硅/正丁醇分散液为壳相流体,二甲基硅油为外连续相的U_(3)O_(8)/SiC包覆核燃料微球的微流控制备方法。文中详细分析了各相流体物理性质对单分散性液滴形成的影响,以及核相与壳相挥发速率在核壳液滴固化过程中对核相与壳相体积匹配收缩的影响。研究结果显示:增大流体黏度引致的流体分离力增加可以有效提高单分散性液滴的形成。正丁醇与水在40—90℃范围内相近的挥发速率使其成为理想的壳相分散介质,质量分数5%SiC分散液可以实现U 3O 8/SiC包覆核燃料微球的稳定制备。

空调系统基本控制及节能控制方法研究

论述了半集中式空调系统和集中式空调系统的基本控制策略,分析了各自节能研究的着眼点和关键点,对空调系统智能调节器的开发具有实际指导意义。

氢同位素氘从气相到液相的催化交换实验研究

采用Pt-SDB疏水催化剂与亲水填料按1:4混装进行氘从气相到液相的催化交换实验,研究影响传质单元数及氘转化率的因素.结果表明:为获得较大的传质单元数,需选择合适的操作温度及交换气流速;液体流量增加,转化率提高,但液体流量达到一定程度时,氘转化率几乎不再变化;催化柱长度对氘转化率有较大影响,交换气流速2 m3/h、液体流量1～2 kg/h、45℃时,4 m柱长下的氘转化率达到90%.

铅铋堆嬗变燃料初步选型与分析

分离嬗变目前看来是次锕系核素回收和处理的比较可行路径,嬗变燃料研究也是第四代核能系统和先进核燃料循环技术的研究热点。本文简要归纳了嬗变燃料研究的主要特点以及当前国内外的研究现状,建议我国大力发展相关技术,特别是快堆嬗变燃料。此外,通过分析铅铋快堆/加速器驱动次临界系统(Accelerator Driven Sub-critical System,ADS)的特点和传统快堆燃料性质,得出氮化物嬗变燃料是目前铅铋堆嬗变燃料优选方案的结论。对中国科学院正在建设的ADS嬗变系统,期望未来考虑开展氮化物燃料的辐照和嬗变性能测试。

全氟环烷烃示踪剂分析技术

全氟环烷烃示踪技术广泛应用于大气扩散示踪实验及环境影响评价、放射性废物处置和核材料储存容器泄漏监测等领域。本文介绍了全氟环烷烃示踪剂的特性,综述了全氟环烷烃示踪剂分析技术的研究进展,并展望了这一领域在我国的发展前景。

射频四极场加速器腔体多物理场分析

射频四极场(Radio Frequency Quadrupole,RFQ)加速器在大功率运行时会导致温度升高和热变形。针对其热稳定性的研究,在很多的多物理分析方法中,研究者将模型局限于二维RFQ截面或三维RFQ局部结构,忽略了冷却流体的流动运动。本文提出了一种结合计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)热流耦合的三维多物理场数值分析方法,包括电磁-流体-热-结构的多物理场耦合分析。基于实验工况,分析了3种(Standard、RNG、Realizable)k-ε湍流模型在同样工况下的换热效果,通过仿真结果与实验结果比较,验证方法的可行性和可靠性。选择合适的湍流模型,分析不同参数下腔体温度、结构和频率的变化规律。结果表明:应用CFD数值模拟方法可以较好的模拟RFQ加速器稳态传热状态,为未来加速器的结构优化、性能改进提供有效的数值模拟平台。

氢气在多层球壳中扩散过程的模拟计算

从Fick第二定律出发,推导了氢气在多层球壳中,扩散过程的浓度分布表达式,即氢气浓度与扩散时间和扩散距离的关系。每层中,在一定的扩散时间内,一定量的氢气的扩散浓度与扩散深度之间近似为抛物线关系,说明渗透物沿着聚合物链段膨胀的方向进行扩散。在同一位置,一定量氢气的浓度,随着时间的延长而增加,说明渗透物使聚合物链段发生膨胀,自由体积增大,扩散路径增多,扩散系数随着浓度的增加而增大。

不锈钢管的电解去污实验

采用金属球导电法对不锈钢管进行电解去污,考察了电流密度、电解液浓度和温度以及电极间距等对电解去污效率的影响,并与常规槽式电解法进行了比较。钚污染模拟样的电解去污试验结果表明:当电流密度大于 0.2 A/cm^2时,对 5％H_2SO_4 电解液,电解 5min 可实现对污染表面的去污。该方法对不同形状的金属部件均可实现有效去污,也可用于退役核设施的去污。

CANDU重水堆燃料管理

论述秦山三期核电站所采用的ＣＡＮＤＵ６ 反应堆的燃料管理。ＣＡＮＤＵ 堆的换料是带功率进行的， 这一特征使得它的堆内燃料管理与必须停堆换料的反应堆有明显的不同。ＣＡＮＤＵ 堆燃料管理有设计和运行两方面的内容。在设计阶段， 燃料管理涉及堆芯时均通量／ 功率分布的设计； 在运行阶段， 电厂换料工程师的职责包括选择要换料的燃料通道， 跟踪堆功率变化史， 以及确保各最大功率限值不被超越。

世界铀资源、生产、供应与需求的新动态

对世界铀资源、生产、供应与需求方面的最新动态进行了较为系统、全面和详细的介绍。目前全世界已探明的铀资源为:生产费用小于每kg U 40美元有252.33万t;生产费用小于80美元有591.15万t;生产费用小于130美元有1 128.05万t;生产费用范围未定的资源有310.20万t。目前每年铀的需求6.70万t,到2020年,每年铀的需求远远高于10万t。按3种经济增长模式预测,从2000年到2050年,低需求、中等需求和高需求的情况下对天然铀的累积需求分别为:339.00万、539.41万和757.73万t。铀市场价格已从长达20年的下跌趋势中摆脱出来,从最低的每kg U 18.2美元迅速攀升到目前超过75.4美元的水平。2003年,全世界共生产大约35 385 t铀,2004年全球共生产40 475 t铀。2004年在各种采铀方法中,地下开采仍占有较高的份额,为39%;其次为露天坑道开采,占27%;地浸采铀占19%;从副产品中回收铀占11%;其它方法回收铀为4%。

液体阴极法回收盐渣中钚离子的模拟实验

采用液体阴极法电解NaCl-KCl-CeCl_3熔盐,回收熔盐中的铈离子以模拟高温化学工艺废盐渣中钚离子的回收。研究了初始CeCl_3浓度、温度、阴极电流密度对电解指标的影响,确定了初始CeCl_3质量分数为5%、温度750℃、阴极电流密度0.10A/cm^2时,熔盐对Ce的净化系数可达130,盐渣中残留的CeCl_3质量分数可降低到0.04%以下。实验证实了液体阴极法有望应用于废盐渣中钚离子的回收。

氚老化对钯钇合金膜氢渗透性能的影响

在聚变堆燃料循环系统中,钯合金膜将被用于氢同位素与杂质气体间的渗透分离以及含氚杂质中氚的催化回收。长期连续的氚操作将使合金膜体内因氚衰变而累积3He,产生氚老化效应。本工作研究了贮氚老化对Pd8.5Y0.19Ru(原子百分数)合金膜的氕、氘渗透性能的影响。研究结果表明:对于膜内体氦浓度He/M为0.042的氚老化膜,在573～723K温度范围内,氕、氘渗透率被严重降低,膜的氕氘渗透分离系数则有所提高。

“玲龙一号”核能稠油热采初步可行性研究

核能发电用途已被公众广泛认知和接受,但核能应用对于占能源消耗总量60%的非电应用领域仍是有待开发的又一片蓝海。稠油开采具有资源数量大、难开采、能耗高等特点,目前实施的工业化经济热采稠油,大都需要高温高压蒸汽,生产这些蒸汽,主要依靠燃煤、燃气锅炉,碳排放量大,节能减排任务艰巨。核能稠油热采是核工业、石油工业的跨界技术创新,为开创核能供热市场创造良好的应用场景。本文介绍了稠油开采技术现状、稠油热采能源需求、核能稠油热采技术耦合、技术方案和初步经济分析。

陶瓷球床组件堆内辐照在线产氚物理计算分析

对陶瓷球床组件的堆内辐照情况进行物理计算分析有助于改进辐照装置的设计,完善辐照方案。按照堆内辐照陶瓷球床组件的实验技术要求,采用MCNP程序对陶瓷球床组件在不同孔道内的辐照情况进行了产氚量、产氚速率、发热量等计算。计算结果表明:采用天然丰度6 Li的陶瓷球床组件在考验孔道内以半功率辐照能满足实验技术要求;如要采用满功率辐照,则需将组件中心位置提升至活性区中平面以上23cm处。

ZnBr_2作为热室观察窗材料的可行性研究

高活度废放射源整备装置要求清晰可见和屏蔽性能良好的观察系统。通过对ZnBr2水溶液的可视性能、对电离辐照的屏蔽效果和耐辐照性能的研究,结果表明将ZnBr2溶液用在高活度废放射源整备装置观察系统中是安全可行的。

商业核电站产氚概念设计及安全影响评价

氚是聚变堆的关键核燃料,国内现有产氚能力不满足聚变能工程应用的需求,利用商业核电站产氚,具有成本低和有利于军控核查等优点。本文针对国内商业核电站反应堆特点,开展了轻水堆产氚方案设计和初步安全评价研究,提出了产氚靶棒的概念方案和核电站堆芯首装料方案,评估了产氚靶棒装载对核电站堆芯反应性、功率分布和慢化剂温度系数的安全影响,探讨了利用国内现有轻水堆核电站进行产氚的可能。

近期北美钢材价格将趋稳

预计近期北美市场价格会趋于稳定。一是美国中西部钢厂板材价格已经接近本轮下跌的低点;二是目前国际废钢价格回升;三是北美许多钢厂减产幅度较大,钢材供应与需求逐渐趋于平衡;四是库存基本消化,将开始重新采购。