正交试验法在颗粒材料堆自组织分析中的应用

颗粒材料堆具有非均质性、非连续性及随机性等内在的独特性质,从而给研究带来很大困难.颗粒材料堆在承载时,其力学性质与颗粒的大小、排布、堆积高度、表面的粗糙程度以及加载速度都有着密切关系.通过采用室内正交实验,利用自制的设备,研究了堆积高度、粒径和加载速度3个因素在不同水平下对颗粒材料堆自组织现象的影响.

竖向荷载作用下散体材料堆的试验研究

通过对散体材料堆竖向加载的正交试验,基于不同的堆积高度、粒径大小及加载速率,对散体材料堆抵抗竖向荷载破坏能力和竖向荷载波动进行分析。研究结果表明,抵抗力随堆积高度增大而减小,随粒径大小和加载速率增大而增大;荷载波动值与其频数有耦合关系,荷载波动值受堆积高度影响明显,且随着加载速率的增加而增加。

基于正交试验和层次分析法的散体材料堆实验研究

通过对散体材料堆竖向加载的正交试验,采用极差分析和层次分析法分析不同的堆积高度,粒径大小,及加载速率下对散体材料堆抵抗竖向荷载破坏能力的影响.研究结果表明:堆积高度对抵抗力影响很大,粒径大小和加载速率对抵抗力影响较小,抵抗力随堆积高度增大而减小,随粒径大小和加载速率增大而增大.

匀速加载下散体材料堆中拱崩塌沉降分析

基于匀速加载方式下碎石材料堆实验研究,对其加压实验中的沉降过程进行了分析,研究了散体材料结构中拱结构形成与崩塌的现象、散体材料结构的沉降特性及规律,并探讨了理论模型。

无人机系统在不规则材料堆测算中的应用

主要分析与探讨不规则材料堆测算中对无人机系统的应用,确保无人机系统能够以固定速度与高度顺着航线自主飞行。

露天材料堆垛火灾调查方法初探

介绍了露天堆垛火灾发生的几种主要原因,根据露天堆垛发生火灾的不同原因,确定火灾调查方法,提出现场访问力求做到四点,即抓住中心,明确目的,讲究谈话艺术,重复询问。

露天材料堆垛火灾调查方法初探

简要概括了露天材料堆垛的特点,着重分析了露天堆垛火灾发生的主要原因,并根据其发生火灾的不同原因,进一步介绍了火灾相关调查方法,特别强调确定火灾原因的主要特点。

美麻省理工学院聚变堆材料研究取得突破

【美国麻省理工学院网站2024年8月19日报道】美国麻省理工学院近两年研究发现,向金属基体中加入具有更低氦嵌入能的第二相纳米粒子,能够大幅减少聚变堆设备中氦气泡的产生,从而大幅提升设备使用寿命。聚变反应过程中,高能中子会穿透真空容器壁,造成辐射损伤并产生大量热量。如果仅考虑中子辐射损伤,真空容器使用寿命可达10年,但现有设备的实际预期寿命仅为6~12个月,原因是受到高能中子照射后,金属内部会产生大量氦原子。

我国聚变堆结构材料表面阻氚涂层的研究进展

阻氚涂层是聚变堆实现氚自持及氚安全的关键科学与技术问题之一。我国通过国家磁约束聚变能发展研究专项依托国内优势单位部署了阻氚涂层基础问题及工程化技术研发工作。本文介绍了国内外聚变堆结构材料表面阻氚涂层研究进展,重点评述了近几年我国在阻氚涂层的材料选择、制备技术及阻滞氢渗透机制三个科学技术问题的研究进展,提出今后的研究方向。目前我国阻氚涂层材料类型以氧化物涂层为主,涂层制备工艺技术在不断优化和更新。Al2O3/FeAl阻氚涂层的电化学沉积铝(ECA)、粉末包埋渗铝(PC)及热浸铝(HDA)等方法的工艺处理规模及涂层阻氚性能在国际上均相对领先。发展了研究阻氚涂层阻滞氢渗透作用机理的方法,将通常基于Fick定律的表象研究方法向原子级方法前推了一步。未来需在考虑涂层制备工艺与基体材料成分、性能的关系及其在复杂形状结构件的适用性基础上,开发长寿命、高阻氚性能的阻氚涂层材料及制备工艺。

反应堆堆本体材料中^(14)C制样系统的研制

为了分析测量退役反应堆堆材料中的14C活度,需要克服材料中14C制样的难点,基于智能化自动控制原理,研制一套14C制样系统。系统主要由缓冲器、解析室、催化床、吸附床和吸收床等部件构成。将样品在高温下有氧的气氛中完全分解,并将生成的气体通过催化氧化成CO2,用乳化闪烁液的固体悬浮法在液闪谱仪上测量14C放射性活度。研究结果表明,该方法对14C的探测限为0.033 1 Bq·g-1(石墨)和0.021 8 Bq·g-1(混凝土),全程加标回收率大于70%;整套仪器稳定性良好,能实现对反应堆堆本体材料中低浓度石墨和混凝土样品的制备,准确给出材料中14C活度,为反应堆退役提供重要数据参考。

聚变堆候选金属材料的惰性气体离子辐照损伤的研究

综述了有关核聚变反应堆材料的辐照损伤问题的研究,主要包括国产316L奥氏体不锈钢中氦的扩散与氦泡形核生长的研究、316L及低活化FeCrMn合金的高能Ar离子辐照缺陷与空洞肿胀的研究、近期开展的低活化马氏体钢和氧化物颗粒弥散强化合金的高能Ne离子辐照损伤和效应的研究成果。

纳米流体对聚变堆材料流动腐蚀的实验研究

设计了旋转叶片式纳米流体腐蚀实验装置,以ITER堆内部件水冷设计方案为参考条件,开展了两种质量分数(0.01%和1%)氧化铝纳米流体对聚变堆结构材料RAFM钢、316L(N)钢及管道热沉材料CuCrZr合金等样品服役条件下的腐蚀实验。样品的SEM、EDS、XPS分析结果表明:两种质量分数的纳米流体对RAFM钢、316L(N)钢的腐蚀轻微,与纳米流体呈现良好的相容性;CuCrZr合金表面生成一层氧化膜,表面腐蚀形貌呈现出点坑及裂纹;腐蚀时间、纳米流体流速及纳米颗粒含量对腐蚀程度和表面形貌影响显著;CuCrZr合金表面发生了吸氧腐蚀与冲刷腐蚀,两者的耦合效应加速了腐蚀进程。

二次离子质谱法分析聚变裂变混合堆材料表面涂层成份

An analytical technique used of secondary ion mass spectrometry (SIMS) for depth profile of aluminized coatings was developed. Analyzed components in the alumina coaling are Al,Fe,O, especially alumina. These samples with many elements and complex structure produced strong matrix effects, especially for negative metallic ions.

堆内特殊材料辐射发热率计算研究

辐射发热率是灰棒等堆内特殊材料性能研究、热工安全分析和力学分析的重要输入参数,因此堆内特殊材料的辐射发热率评估是新型堆内材料研究的重点内容之一。为了提高中子和光子辐射发热率的计算精度,开发了蒙特卡罗(MC)程序源项子程序,制作了堆内特殊材料截面参数,建立了CAP1400计算模型,采用三维蒙特卡罗程序模拟计算特殊材料在CAP1400堆内的辐射发热率。MC程序能够更加精确地计算出CAP1400堆内特殊材料的辐射发热率,而且能够给出辐射发热率的空间分布,从而更好地支持堆内特殊材料相关的灰棒等部件的国产自主化设计。

英卡文迪什获得敦雷材料试验堆拆除合同

【世界核新闻网站2018年12月14日报道】2018年12月14日,卡文迪什核能公司(Cavendish Nuclear)通过竞标获得了一份为期三年、价值数百万英镑的合同,将负责拆除苏格兰敦雷核场址最老的反应堆——敦雷材料试验堆(DMTR)。该试验堆1958年投运,是苏格兰的第一座反应堆,主要用于测试金属材料的辐射效应,是敦雷场区唯一使用重水而不是液态金属作为冷却剂的反应堆。

核聚变堆用氚增殖剂材料及其制备技术的研究进展与发展趋势

核聚变能是清洁安全的理想能源,是最终可能解决人类能源问题的途径之一。氚是核聚变的关键原料,自然界中存在稀少,如何利用氘-氚聚变反应产生的中子与含有锂的氚增殖剂材料发生核反应制备氚并使之自持是目前聚变工程堆尚待验证的核心关键技术,且是三大难题之一。常用氚增殖剂材料包括液态含锂金属与固态含锂陶瓷,目前示范堆型设计主要考虑选用固态陶瓷增殖剂,包括硅酸锂(Li4SiO4)、钛酸锂(Li2TiO3)、锆酸锂(Li2ZrO3)、氧化锂(Li2O)等,并将增殖剂包层设计为球床结构。欧盟氦冷球床包层(HCPB)和中国氦冷固态包层(HCSB)中均选用Li4SiO4小球为增殖剂材料。根据以往设计经验,中国聚变工程实验堆(CFETR)也优先考虑硅酸锂小球作为氚增殖剂材料。本文总结了传统氚增殖剂的制备技术,包括锂同位素分离技术、小球成型工艺技术和成型过程中相纯度控制。分析对比了国内、国外氚增殖剂的常用方法的差异与优劣。通过比较发现传统制备技术获得的氚增殖剂小球的性能差异不大,且随着对氚增殖剂材料研究的推进,性能要求愈发严苛,不仅需要满足聚变堆内服役力学性能、产氚性能的要求,还应注重氚释放性能与安全性。传统球床结构目前存在诸如装载密度较低、小球易破碎堵塞提氚通道等缺陷,甚至会危及聚变堆安全,故需要开发结构和性能更优的新一代先进的增殖剂材料。本文综述了传统氚增殖剂材料制备技术,同时指出需要开发新型增殖剂材料的理由。重点阐述了新型一体成型多孔氚增殖剂的综合性能优势,并对新型一体成型多孔氚增殖剂材料研究进行了展望。

我国聚变堆第一壁材料的等离子体辐照设施概况及实验进展

直线型等离子体装置可以获得稳定、长脉冲、多种类的等离子体,具有参数可调、操作简单等特点,适合模拟聚变堆偏滤器区高密度、低温等离子体,是目前研究等离子体与壁相互作用(Plasma wall interaction,PWI)的有效手段。国内外利用各种直线型等离子体装置开展了大量PWI相关研究。本文主要综述了我国直线型等离子体装置的发展及其在PWI领域的研究现状,根据等离子体放电类型对国内的直线型等离子体装置进行了分类介绍,总结了关键参数与研究成果,并对未来直线装置的发展方向提出了展望。

堆用Zr材料中He原子占位的第一原理研究

采用第一原理方法,对纯Zr体系、He原子掺入到纯Zr体系的四面体间隙位和掺入到纯Zr体系的八面体间隙位等三种情况下体系的总能量、形成能以及键长进行了计算,且分析了杂质He原子的引入对于纯Zr体系结构的影响。计算表明,当He原子进入到纯Zr体系中时,He原子占据纯Zr体系四面体间隙与八面体间隙时的总能分别为-46193.7878 eV和-46193.5064eV,结合能分别为1.4791 eV和1.7605 eV。He占据纯Zr体系四面体间隙时产生的晶格畸变比占据八面体间隙时更小。He占据纯Zr体系四面体间隙时与最近邻Zr原子的键长要小于占据纯Zr体系八面体间隙时的键长。结果表明He原子处于纯Zr体系四面体间隙位置时更稳定。

用于共振隔膜泵的大位移压电叠堆执行器研究

针对现有压电振子驱动的共振隔膜泵中存在隔膜往复运动位移及位移放大比小的问题,该文设计出一种可应用于共振隔膜泵的大位移压电叠堆执行器,利用压电叠堆作电-机转换器,提高其响应速度,采用矩形弹簧结构,保证系统稳定性,提高系统的一阶固有频率。建立压电叠堆执行器的数学模型,并分析了系统的位移放大比和各阶固有频率,测试了样机的相关性能。实验结果表明,在输入激励信号幅值60 V、频率510 Hz的正弦信号下,该压电叠堆执行器输出位移为154μm,位移放大倍数为18.11倍,研制的压电叠堆执行器具有较高的响应速度及较大的输出位移,可用于提升共振隔膜泵的输出性能。