金属铀燃烧机理和气载释放份额研究现状及展望

金属铀存在α,β和γ相三种主要晶体结构,其燃点与材料的尺寸和形状有关,并且与表面积成反比。美国DOE-HDBK-3010中给出了金属铀燃烧释放份额的中值和上限值,美国国家核安全局的金属铀燃烧试验结果表明,不同的金属铀晶体结构燃烧的释放份额之间存在量级差别。通过分析金属铀的特性及其燃烧机理,以及国外关于金属铀燃烧的相关试验,提出今后开展金属铀燃烧气载释放份额研究需要关注的要点。

释放份额对容器跌落事故的放射性后果影响分析

乏燃料容器跌落事故为乏燃料容器在移动过程中发生机械故障,使乏燃料容器跌落至地面的事故.此事故可能导致乏燃料容器以及容器内部组件发生破损,使放射性物质从容器中释放至厂房中,再经厂房通风至环境中.其中,释放份额对放射性后果存在较大影响,释放份额包括容器中破损的组件比例,破损组件释放到容器中的比例以及容器破口释放至厂房中的比例.文章将比较相关法规标准对容器跌落事故释放份额的设定,并进行放射性后果评价和对比.

球床高温气冷堆燃料颗粒中放射性核素的累积释放份额研究

本文利用Fick扩散定律,给出经典方法和改进的两种累积释放份额的严格数学表达式,并分析与之相关的穿透时间的物理内涵,并分别用以上两种方法计算137Cs,90Sr,110mAg三种重要放射性核素通过SiC层扩散的累积释放份额.研究表明,传统的"穿透时间"概念并非放射性核素释放到SiC层外的时间,本文提出的改进方法可以更准确的描述放射性核素在燃料元件中的输运和扩散行为.

熔岩玻璃体核素^(90)Sr和^(239)Pu释放量的计算

基于全等、均匀体分布的玻璃小球模型,推导了熔岩玻璃体中核素溶解释放率的数学计算公式,参考利佛莫尔实验室测量的玻璃溶解速度估算花岗岩介质熔岩玻璃体在25℃条件下的溶解速度下限为5.04×10-7g/(m2.d),上限为1.42×10-4g/(m2.d)。计算了核素90Sr和239Pu的溶解释放率和释放份额,结果表明:熔岩玻璃体在高温阶段的核素释放率比环境温度时高出4～5个数量级,大部分核素释放量发生在这个阶段。核素90Sr的释放份额介于0.3%～65%之间,核素239Pu的释放份额介于0.5%～82%之间。温度、玻璃溶解速度和反应性比表面积是影响核素释放的关键因素。

半衰期为数天的惰性气体和卤素裂变产物在UO_2颗粒中的扩散与释放

在考虑吸附效应等物理过程的基础上,得到了裂变产物在UO2颗粒中扩散与释放模型的严格解,并导出了不同反应堆运行状态下裂变产物累积释放份额F(t)、释放-产出比R(t)/B(t)的严格表达式。利用上述结果以及相应的近似解、数值解,对半衰期为数天的惰性气体和卤素裂变产物(131I、131 Xem、133 Xe和133 Xem)在不同堆芯历史条件下的F(t)和R(t)/B(t)进行了比较计算。分析表明,F(t)与R(t)/B(t)的结果均有所差别,但当反应堆运行时间达一定长度后,它们的数值相等。此外,严格解去掉了近似解中不必要的保守性,也比数值解更符合物理实际。

辐照石墨球中氚扩散系数测量方法研究

研究氚在石墨中的扩散行为,对于理解和掌握核能系统中氚的输运过程有着重要意义。目前氚在石墨中扩散系数的测量实验较少,所得数据相差很大。本文利用10 MW高温气冷实验堆(HTR-10)辐照石墨球,提出两种测量一定温度范围内氚在石墨中扩散系数的方法:一种是基于氚从石墨中的累积释放份额,另一种是基于氚从石墨中的释放率。在此基础上,设计了相应的实验系统,比较了两种测量方法的特点,基于累积释放份额的实验方法,适合对含有多种易于释放核素的介质材料进行测量,其近似公式的绝对误差在4×10^(-4)以内。此外,结合HTR-10上氚源项研究结果探讨了氚在辐照石墨球中扩散行为的影响因素,为未来HTR-10辐照石墨球中测定氚的扩散系数和掌握氚在石墨材料中的输运机制提供了重要研究基础。

快中子脉冲反应堆厅内空气中裂变产物污染的研究

本文研究了快中子脉冲反应堆大厅内空气中裂变产物的污染问题。通过对ＣＦＢＲ－Ⅱ快中子脉冲反应堆爆发额定产额脉冲（１．５３×１０１６裂变）后，厅内气溶胶的取样和γ谱分析，确定了裂变产物从黄铜壳内空气中释放到厅内空气中形成气溶胶的释放份额为５×１０－３。利用此释放份额计算了厅内空气中不同放射性核素的气溶胶浓度；还计算了该堆爆发额定产额脉冲后不同冷却时间ｔ厅内空气中无分凝混合裂变产物的导出空气浓度ＤＡＣ（ｔ）值，为该堆辐射安全分析和现场辐射防护提供了依据。

压水堆一回路冷却剂氚源计算影响因素分析

根据氚在反应堆一回路系统的产生和消减过程,建立氚源计算模型,采用保守计算方法和基于硼锂协调曲线的计算方法,对比硼、锂产氚量的差异,并分析释放份额、初始硼浓度、硼去除率、初始锂浓度对一回路氚源计算的影响。结果表明:两种计算方法对硼、锂产氚量的影响很大,保守方法和基于硼锂协调曲线的计算方法得到的硼、锂产氚量比值分别为1.39和2.04。氚活度随释放份额、初始硼浓度、锂浓度的增大而增大,随硼去除率的增大而减小。