MOX燃料与包壳化学相互作用研究进展

简要介绍了MOX燃料芯块微观组织特点和主要裂变产物行为及其对化学相互作用层的影响,归纳总结了国内外对化学相互作用层微观结构的研究进展,分析了现有研究的不足和仍待解决的问题,以期对我国未来MOX燃料的研究和应用提供部分参考。

乏燃料运输容器中子屏蔽层等效导热性能研究

目的乏燃料组件运输容器具有防止临界、包容、屏蔽、导出衰变热等功能。为了更好地分析乏燃料运输容器中子屏蔽层的导热性能,针对某型号乏燃料组件运输容器开展中子屏蔽层等效导热性能研究。方法采用三维计算流体力学软件,分别分析了正常运输工况和事故工况下不同换热鳍片对中子屏蔽层轴向和径向等效导热系数和圆环内部温度的影响。结果采用导热性能良好的散热鳍片可以有效提升中子屏蔽层的导热能力;对于轴向和径向导热,采用铜鳍片时,等效导热系数约是采用碳钢鳍片时的6倍,是采用304不锈钢鳍片时的10~13倍;由于所研究的运输容器内径较小,通过面积加权平均法计算的等效导热系数高于数值计算方法,相对误差约为17%;不同散热鳍片情况下,火烧30 min后屏蔽材料内表面温度差异不大。结论分析结果对后续乏燃料运输容器设计和热工安全分析可提供指导。

台南气田脉冲中子-中子测井解释方法及应用

为评价水侵后台南气田的储层水淹状况,在套管井中规模应用脉冲中子-中子测井技术。研究井筒内积液、水淹层放射性增强、套管尺寸变化等影响因素对脉冲中子-中子测井曲线的影响及其校正方法,形成基于逐步剥离法和SIGMA—RATGN交会图法的储层饱和度定量解释方法。依据驱油效率、含水饱和度、校正后的热中子俘获截面值,建立台南气田气层水淹级别评价标准。新方法有效提高气层识别准确性和储层饱和度解释精度,水淹层评价符合率达92.3%,为台南气田稳产提供技术支持。

Al_(2)O_(3)对Ti膜离子注入表面损伤及D滞留量的影响研究

为提高中子管Ti膜的储氢及抗溅射损伤性能,该研究通过在Ti膜表面沉积一层Al_(2)O_(3)保护层,研究了该保护层对Ti膜在D离子注入过程中表面损伤及D滞留量的影响。采用射频磁控溅射技术完成了Ti膜和表面有Al_(2)O_(3)保护层的Ti膜(Al_(2)O_(3)/Ti膜)样品的制备,开展了D离子注入实验,利用扫描电子显微镜(SEM)对D离子注入前后的表面形貌进行分析,并通过热脱附谱(TDS)实验研究保护层对Ti膜中D滞留量的影响。SEM结果表明,注入5×10^(17)个D离子后,Ti膜表面出现开裂和剥离现象,而Al_(2)O_(3)/Ti膜表面无开裂和剥离现象,Al_(2)O_(3)保护层抑制了Ti膜的开裂和剥离,可提高Ti膜使用寿命。TDS实验结果表明,增加Al_(2)O_(3)保护层后,D脱附峰值温度提升4.9%,膜内D滞留量提升10.3%,在D离子注入过程中Al_(2)O_(3)保护层可阻止膜内D原子的释放进而提升Ti膜内D滞留量。该文初步验证了Al_(2)O_(3)有作为中子管Ti膜保护层材料的潜力。

金刚石中子探测器结构的模拟研究

金刚石材料具有优异的耐高温、抗辐照性能,用其制作的辐照探测器在反应堆等苛刻环境下具有很好的应用前景。在分析金刚石中子探测器的结构和工作原理的基础上,使用MCNP(Monte Carlo N Particle Transport Code)模拟程序构建了金刚石中子探测器的物理模型,考虑探测器用于2 MWt液态燃料钍基熔盐试验堆(Thorium Molten Salt experimental Reactor-Liquid Fueled,TMSR-LF1)辐射场中,计算中子转换层(6LiF、10B)厚度、金刚石厚度、γ甄别阈值对探测器的中子探测效率、γ探测效率以及n/γ抑制比的影响。结果表明:6LiF更适合在中子、γ混合场中用作中子转换层;随着6LiF厚度增加,中子探测效率先增大后减小,6LiF的最优厚度为25μm;金刚石厚度增大会导致探测器的n/γ甄别性能下降,可以采用设置γ甄别阈值的方法解决金刚石层过厚时带来的γ干扰过大的问题,使探测器达到对γ不灵敏的要求。模拟研究工作获得了探测器结构参数对探测器性能的影响规律,对探测器后续的制作和研究具有指导意义。

基于矿物组分差异的致密气层识别方法

四川盆地天府地区侏罗系沙溪庙组为典型的致密砂岩气层,与沙溪庙组沙二段产气无水特征不同的是,沙一段存在明显的产水现象,而前期建立统一的电阻率与孔隙度交会图难以区分不同的流体性质,适用性较差。为解决流体性质识别的问题,基于密度和中子测井的相关性原理,在考虑不同岩石矿物组合类型差异的基础上,提出了应用密度和中子测井曲线分离的程度表征不同的矿物组合类型,进而建立了基于密度中子分离度的电阻率与孔隙度交会图版。该图版明显提高了气层和气水层的的区分能力,并结合饱和度计算结果确定了气层的饱和度下限,实际试气资料应用效果验证了该方法的有效性。研究成果对于复杂矿物组分的致密气储层流体性质识别具一定的借鉴性。

测井资料识别气层方法研究

常规测井资料识别天然气主要依据三孔隙度测井曲线。理论认为当储层中存在着天然气时,会导致纵波时差增大,横波时差不变,密度测井值减小,中子孔隙度减小。根据这些测井响应特征,发展了一系列识别天然气的有效方法。比较常用的是密度—中子曲线重叠法。但是由于密度测井受井眼影响较大,导致在井眼条件较差的储层段采用密度—中子曲线重叠法不能很好地指示天然气的存在,高估或低估了气层。针对这一问题,本文提出了密度—中子孔隙度重叠法的一种改进方法———视水层中子孔隙度测井值法,同时给出了合成纵波时差以及纵横波时差比值法。通过实际应用证实,这些方法能很好地指示天然气的存在。

中子水分仪在棉田土壤上的标定研究

通过对中子水分仪在棉田土壤中的标定研究 ,提出了用系统聚类法选择中子水分仪标定管点的方法 ;得到土壤不同深度层次的 3条标定直线 :0 cm～ 2 5 cm土层标定直线的截距和斜率是 1.81× 10 - 2 cm3/ cm3,2 3.4 1×10 - 2 cm3/ cm3;30 cm～ 80 cm土层标定直线的截距和斜率是 - 2 .77× 10 - 2 cm3/ cm3,2 6 .2 5× 10 - 2 cm3/ cm3;90 cm～110 cm土层标定直线的截距和斜率是 - 6 .6 2× 10 - 2 cm3/ cm3,2 8.6 0× 10 - 2 cm3/ cm3。

用中子仪测定土壤含水率时的标定问题研究

以均质沙壤土和由沙壤土与沙土组成的层状土为材料,在室内对中子水分探测仪进行了土壤水分标定试验。供试土壤装填在直径57 cm、高90 cm的塑料桶内,其中层状土的分层次序为沙壤土、沙土、沙壤土,每层厚度30 cm。试验中同时观测中子计数和土壤质量含水率;利用统计学方法分析中子计数与土壤含水率之间的相关关系。试验结果表明:中子计数与土壤含水率之间的标定关系存在有效适用范围,即当土壤含水率低于某一个值时,中子仪的标定关系与大于该值时的标定关系完全不同;中子仪在均质土壤中的标定关系可用线性关系表示,而且用整体标定的线性关系代替分层标定的线性关系仍然可以得到满意的精度;但是,中子仪在层状土壤中的标定关系表现出明显的非线性特点,如果用线性关系来标定,则只有用分层标定才能得到满意的精度。该研究结果对改进中子仪标定方法有帮助。

基于流动单元基础上的水淹层定量识别方法研究——以宝浪油田宝北区块为例

针对常规测井在低渗透油藏的水淹层解释中符合率低的问题,改变以往单纯用含油层段测井资料笼统计算含水饱和度来判断水淹层的方法,采用以流动单元为基础的新方法对水淹层进行了定量识别。首先从修正的Kozeny-Carman方程出发,将宝浪油田宝北区块的储层定量划分为5类流动单元;在此基础上将中子寿命测井结果与常规测井资料相结合,建立了不同流动单元下淡水水淹层和地层水水淹层的解释模型。用新井样点的含水饱和度数据进行了检验,运用模型计算出的含水饱和度与中子寿命测井获得的含水饱和度相比平均值只差3%。同时,对6口生产井的11个小层进行了生产测试验证,符合率达82%。

氧化层厚度对氘氚中子产额影响研究

对氚化钛膜表面氧化层厚度对氘氚中子产额的影响进行了理论与实验研究。理论计算表明,能量为120keV的氘核入射氚化钛膜的深度为833nm,入射钛氧化层的深度为527—577nm。实验结果表明,氧化层降低了氘氚反应的中子产额,且中子产额随氧化层厚度的增加而减小,氧化层厚度低于220nm,中子产额与氧化层厚度的线性关系为Y=(7.524-0.01326X)×106。

浅层土壤中子仪标定关系的试验研究

针对中子仪在浅层土壤应用中存在的问题,本文以沙土为材料,在室内对中子仪进行了桶内标定试验。试验结果表明,在表层土壤中(10 cm土层)的标定关系与深层土壤中的标定关系完全不同,但是表层土壤的标定关系仍为线性关系;而对于均质且各向同性土壤,深层土壤的标定关系可以用同一个线性关系。对于浅层土壤仍然可以用中子仪测土壤水分,只是浅层土壤的水分与中子计数之间的关系要单独标定。本文研究结果对提高中子仪浅层测湿精度有帮助。

白马层状岩体岩浆分离结晶作用

该文以微量元素地球化学观点探讨攀西地区白马层状岩体,它是峨眉玄武岩的原始岩浆结晶产物。论文详细论述了层状岩体的橄榄岩给品、橄长岩结品、橄长辉长岩结晶3个阶段的分离结晶作用。

保温层对快中子检测油垢厚度响应的影响

利用快中子透射法和散射法研究了保温层厚度在0～72mm时对测量输油管道油垢厚度响应的影响。实验装置由中子束发射器、中子探测器和BH1224型微机多道谱仪组成。实验结果表明:在油垢厚度较小时,随着保温层厚度的增加,检测输油管道油垢的灵敏度减小,但对透射法的影响比散射法小;透射法中子计数适合于半对数进行线性拟合,R2的平均值为0.995 8;散射法中子计数适合于二次多项式拟合,R2的平均值为0.997 9。

测井资料在天然气识别中的应用

根据天然气和水在测井响应上的差异,发展了一系列的识别天然气的有效方法。由于天然气和水的弛豫时间和扩散系数的差异,可以利用差谱分析法(DSM)和移谱分析法(SSM)来识别天然气。本文详细叙述了各种不同测井天然气识别方法以及其适用条件,同时针对密度测井受井眼环境影响较大这一问题,提出了视水层中子孔隙度法来识别天然气,并列举了几个气层识别实例,分析表明效果良好。

基于标准层及改进遗传算法的剩余油测井评价

为利用中子寿命测井资料进行剩余油评价,获得在平面上、垂向上、时间推移上具有针对性的测井解释参数,选择出未经开采及注入水未波及的相对封闭层段作为标准层,对多井标准层中子寿命测井近、远计数率比值和岩心孔隙度资料进行分析,建立研究区块中子寿命孔隙度模型结构。把经过必要改进的自适应遗传算法编入解释程序,并设定好各未知模型参数的进化范围。单井解释时,利用改进的算法对单井标准层样本点进行处理,实现测井资料二次校正并最终确定出针对单井、油组的中子寿命孔隙度、饱和度模型参数。应用效果表明,该方法更贴近测量环境的非均质性,可有效弥补井间、层间差异所带来的解释误差,因而解释结果与实际生产动态更加相符。

北大港油田不同测井系列浅层气识别方法研究

北大港油田是一个以油层为主,纵向上油气层交互分布的油(气)田,部分天然气随油一同采出。在重油轻气的情况下,往往忽略了气层解释方法的研究,使气层解释符合率较低。针对气层解释符合率的现状,开展了测井系列调查。北大港油田从1964年到目前应用了3种不同测井系列,主要以横向和声感应测井系列为主,数控测井系列所占比例很小,使目前较新的测井解释技术和方法的应用,受到了一定限制。尽管如此,文中根据北大港油田的实际情况和浅层气测井响应特征,充分利用老资料,研究出了不同测井系列的浅层气测井识别方法。

测井资料识别油气水层类型方法研究——以印度尼西亚A气田L层为例

印度尼西亚A气田整体为一个断块发育、油气水系统分布复杂的凝析气藏,储量计算的难点在于储层油气水层难以准确划分。在进行精细测井解释的基础上,通过分析射孔测试层段已确定的油气水层的测井响应特征,采用三孔隙度差值法与比值法、视水层中子孔隙度测井值法、声波时差差值法、轻/重烃比值法及电缆地层测试法等几种方法,建立了一套适合A气田油气水层定量识别的标准,并取得了较好的应用效果。

TMD-L测井监测喇嘛甸油田气顶方法研究

大庆喇嘛甸油田气顶监测中应用常规的中子-中子测井识别气液界面技术具有放射性风险,研究使用脉冲中子源的热中子多门衰减岩性(TMD-L)测井识别气层方法。通过反向叠合TMD-L测井的近远探测器非弹计数率RIN曲线与近远探测器俘获计数率比RTMD曲线,以及叠合近探测器俘获计数率NTMD曲线和远探测器俘获计数率FTMD曲线,能有效识别气层。统计分析表明,喇嘛甸油田气顶油藏的气层定量解释标准为气层指示曲线GI>3.2和中子孔隙度曲线PHIT<0.15。应用实例表明TMD-L测井资料能够安全、有效地监测气液界面。

套管内时间推移中子测井技术识别浅层气

辽河盆地兴隆台、黄金带等油田拥有丰富的浅层天然气资源,利用时间推移放射性测井技术可以在老油田发现老井遗漏的未解释气层,判断已解释气层的泄压、水淹状况,以及发现因钻井污染而遗漏的气层。通过中子伽马测井技术的应用,在兴隆台油田发现了大量的浅层气,并已取得很好的开发效果,指导了老油田的天然气挖潜方向。