浅析UOS系统在气象业务办公系统中的应用

随着国外操作系统的陆续停服,加快国产操作系统的发展和迁移迫在眉睫。气象作为生产生活、防灾减灾的重要保障,开展对其业务办公系统的国产化迁移尤为重要。文章介绍了统信统一操作系统(Unity Operating System,UOS)在气象业务办公系统的应用,研究了统信系统迁移的方法和流程,并针对目前面临的问题提出了解决办法,为进一步推进气象系统的统信UOS系统替代进程和国产化系统迁移提供了参考,具有一定的实用价值。

Transient fuel performance analysis of UO_(2)–BeO fuel with composite SiC coated with Cr cladding based on multiphysics method

The transient multiphysics models were updated in CAMPUS to evaluate the accident-tolerant fuel performance under accident conditions.CAMPUS is a fuel performance code developed based on COMSOL.The simulated results of the UO_(2)–Zircaloy fuel performance under accident conditions were compared with those of the FRAPTRAN code and the experimental data to verify the correctness of the updated CAMPUS.Subsequently,multiphysics models of the UO_(2)–BeO fuel and composite SiC coated with Cr(SiC_(f)/SiC-Cr)cladding were implemented in CAMPUS.Finally,the fuel performance of the three types of fuel cladding systems under Loss of Coolant Accident(LOCA)and Reactivity Insertion Accident(RIA)conditions was evaluated and compared,including the temperature distribution,stress distribution,pressure evolution,and cladding failure time.The results showed that the fuel temperature of the UO_(2) fuel under accident conditions without pre-irradiation was lower after being combined with SiC_(f)/SiC-Cr cladding.Moreover,the centerline and outer surface temperatures of the UO_(2)–BeO fuel combined with SiC_(f)/SiC-Cr cladding reduced further under accident conditions.The cladding temperature increased after the combination with the SiC_(f)/SiC-Cr cladding under accident conditions with pre-irradiation.In addition,the use of SiC_(f)/SiC-Cr cladding significantly reduced the cladding hoop strain and plenum pressure.

UO_2-Zr弥散燃料板氧化扩散机理研究

UO2-Zr弥散燃料板的氧化过程包括包壳与冷却剂的氧化反应和芯体中弥散的UO2燃料微球氧原子扩散过程。本文通过直接求解球坐标系下的氧化扩散方程,得到UO2燃料微球高温下向芯体中氧原子扩散强度的解析式,该式与实验数据符合良好,并结合锆水反应与UO2燃料微球高温氧原子扩散效应构建了UO2-Zr板的氧化扩散模型。新模型能预测不同的氧化结构、芯体中更高的氧原子浓度以及相对较低的氧化吸氧量,为UO2-Zr板严重事故早期行为的研究提供了理论基础。

Fe_3O_4/改性壳聚糖磁性微球对Hg^(2+)和UO_2^(2+)的吸附

利用反相悬浮分散法和聚乙二胺改性制备成Fe_3O_4/壳聚糖磁性微球(PEMCS)以提高其氨基含量。采用X射线衍射(XRD)、红外(IR)、热重分析(TGA)等对其进行了表征,考察PEMCS对Hg^(2+)和UO_2^(2+)的吸附性能。结果表明,其吸附剂粒径小(15—30μm),吸附速率快;当氨基含量6.47mmol/g、pH<3时可选择性分离Hg^(2+)和UO_2^(2+),因Hg^(2+)能与Cl-形成络阴离子(HgCl_3^-),以离子交换机理吸附,而UO_2^(2+)则不能。对Hg^(2+)与UO_2^(2+)的饱和吸附容量q_m(mmol/g)分别为2.19与1.38。动力学数据采用Lagergrent拟合,对Hg2+与UO_2^(2+)的吸附速率常数k_(ad)(min^(-1))分别为0.087和0.055。UO_2^(2+)和Hg^(2+)可用1mol/LH_2SO_4脱附,UO_2^(2+)还可用2mol/LHCl脱附,脱附率>90%。

UO_2、UC_2和UCO分子的结构和热力学性质

用密度泛函B3LYP方法,计算了UO_2、UC_2和UCO分子的结构和热力学函数,计算了固体U的振动内能Ev、振动和电子熵Sev,以及U在不同气氛(O2、C2、CO)中形成UO2、UC2和UCO晶体的ΔHf、ΔSf和ΔGf.结果表明,UO2晶体最稳定.

乙二胺改性壳聚糖磁性微球吸附Hg^(2+)和UO_2^(2+)

采用化学交联-种子溶胀法制得乙二胺改性壳聚糖磁性微球(EMCS),考察了其对水溶液中Hg2+和UO22+的吸附性能。结果表明,EMCS粒径为50-80μm,氧化铁质量分数(w)为16%,该吸附剂在pH<2.5时可选择性吸附Hg2+和UO22+,吸附容量随pH升高而增加;其吸附等温线用Langmuir方程拟合为:ceq/Qeq=0.440 5ceq/Qm+0.584 0(Hg2+,r=0.996 0),ceq/Qeq=0.525 6ceq/Qm+1.343 4(UO22+,r=0.990 6);饱和吸附容量Qm分别为2.27,1.90 mmol/g,高于磁性壳聚糖微球MCS和壳聚糖微球CS;其吸附动力学可用Lagerg-ren方程拟合为:lg(Qeq-Q)=0.361 2-0.015 5t(Hg2+,r=0.982 1),lg(Qeq-Q)=0.302 7-0.011 2t(UO22+,r=0.992 5);对Hg2+,UO22+的吸附速率常数(kad)分别为0.036,0.026 min-1;EMCS可用1 mol/LH2SO4再生,脱附率大于90%,有良好的重复使用性。

胶原-单宁树脂的制备及其对水溶液中UO_2^(2+)的吸附特性研究

以天然牛皮为原料,经胃蛋白酶处理制得水解胶原;通过胶原-黑荆树单宁-醛反应制备了胶原-单宁树脂(C-TR)吸附材料,并表征了材料的形貌,测定了材料的比表面积、热变形温度等性质。系统研究了C-TR对水溶液中UO22+的吸附特性。结果表明,C-TR对UO22+有较强的吸附能力。当温度为303K、pH=5.0、UO22+的初始浓度2.5mmol.L-1时,吸附容量达到1.49mmolU/g。升高温度,平衡吸附量增大。pH对吸附容量的影响较大,适宜的pH范围为5.0-6.0。C-TR对UO22+的吸附平衡符合Freundlich方程。吸附动力学可用拟二级速度方程来描述。C-TR对UO22+的吸附基本不受NaCl影响,该吸附材料可望用于海水中铀的富集和分离。

磁性氧化石墨烯/壳聚糖纳米复合材料的制备及其对UO_2^(2+)的吸附性能

以氧化石墨烯和壳聚糖为原料,1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)为活化剂,超声法制备了磁性氧化石墨烯/壳聚糖纳米复合材料(MCGO),并研究了其对水溶液中UO_2^(2+)的吸附性能。SEM、FT-IR和XRD分析结果表明,成功制得了MCGO,且负载的Fe_3O_4尺寸为nm级。在温度为288K、pH=5.5、UO_2^(2+)初始浓度为160 mg/L、吸附时间为1.5h时,MCGO吸附容量为266.67mg/g。对实验数据进行热力学和动力学模型拟合,结果表明,MCGO吸附行为符合Langmuir模型和准二级动力学模型,且吸附为吸热自发过程。MCGO第1次重复利用率高达98.47%,经过6次吸附-脱附后,重复利用率仍有74.43%,具有较好的重复利用性。

自辐射场下UO_3分子光谱研究

铀原子和氧原子分别使用相对论有效原子实势（Relativistic Effective Core Potential）和6-311＋G（d）基组,采用优选的密度泛函B3P86方法,研究了铀本身产生自辐射场（-0.005～0.005 a.u.）作用下UO_3基态分子的最高占据轨道（HOMO）能级EH、最低空轨道（LUMO）能级EL、能隙Eg、费米能级FL和谐振频率ν.结果表明：UO_3分子在自辐射场中的谐振频率ν2（b1）、ν3（a1）、ν4（a1）和ν6（b2）与实验值151.5 cm-1、186.2 cm-1、745.7cm-1和852.6 cm-1基本吻合.EH随自辐射场的增加而减少,EL随自辐射场的增加而增大,Eg始终处于增大的趋势,费米能级FL上升,占据轨道的电子难以被激发至空轨道而形成激发态,UO_3分子在自辐射场中更趋于稳定,可以阻止O_2、H2等扩散到表面内层而腐蚀铀表面,有利于了铀在自辐射场中抗腐蚀.

UO_2C_2O_4·TRPO配合物中有机磷的测定

以H2 SO4 HNO3 H2 O2 作氧化剂 ,采用湿式灰化法将UO2 C2 O4 ·TRPO配合物中的有机磷氧化成磷酸盐 ,并在 0 14mol/LH2 SO4 介质中 ,以水溶性聚乙烯醇为稳定剂 ,用碱性染料乙基紫与磷钼杂多蓝形成较高灵敏度的离子缔合物 ,在波长 6 2 0nm处用分光光度法测定磷含量。结果表明 ,当溶液中质量比Rm(UO2 2 + /P)≤ 1 4× 10 3 ,Rm(C2 O4 2 - /P)≤ 8 8× 10 2 和Rm(C2 O2 2 - /P)≤ 3 6×10 4 (1次湿式灰化 )时 ,可在水相中直接显色测定磷。与聚乙烯醇 罗丹明B 磷钼杂多蓝测定磷的方法进行对照 ,结果符合良好。本法对有机磷转化为无机磷的平均转化率为 99 8%～ 10 1 1% ,磷的检测限为 0 0 2mg/L ,相对标准偏差为 3% ,回收率为 97%～ 10 3%

用全胶凝法生产HTR-10陶瓷UO_2燃料核芯

对用全胶凝法生产HTR-10临界量陶瓷UO2燃料核芯进行了系统的总结,给出了陶瓷UO2产品的检测结果:密度>98%理论密度,氧铀比=2.00,不圆度<1.05,直径=500±50μm,标准偏差<15μm,提供了主要工序的控制参数。通过对温度、水解速度、胶液铀浓度、脱碳速度、还原-烧结升温程序、气氛等的控制,使质量达到了HTR-10燃料元件的设计要求,为工业化生产奠定了基础。本文还就若干关键技术:溶胶的质量控制、多喷嘴均匀分散、三功能回转真空干燥机等进行了介绍。

H2O和OH在UO(100)表面吸附的密度泛函研究

运用密度泛函理论中的广义梯度近似(GGA)的PW91方法结合周期性平板模型,研究了H2O分子和OH在UO(100)表面上的吸附。通过对不同吸附位的吸附能和几何结构参数的计算和比较发现:水分子在UO(100)表面的吸附为化学吸附,水分子平面与UO(100)表面夹角为15°的吸附构型最稳定,吸附能最大,近89kJ.mol-1。对H2O吸附前后的态密度分析可知,H2O通过其O原子的p轨道与底物U原子的d轨道作用。本文还进一步探讨H2O在UO(100)表面的解离机理。

电沉积LEU UO_2靶件生产医用^(99)Mo的工艺研究

^(99)Mo是一种重要的医用放射性同位素。采用低浓铀(LEU)靶件生产裂变^(99)Mo是发展趋势。本工作进行了电沉积UO_2靶件制备、靶件溶解以及99Mo化学分离等工艺研究,确定了电沉积LEU UO_2靶件制备医用裂变99Mo的工艺流程。研究表明,于不锈钢管内壁上电沉积UO_2,在p H=7、电流0.5~2 m A/cm2、温度75~90℃、镀液中U浓度5 mg/mL条件下,经过约210 h电沉积,不锈钢管内壁上UO_2沉积层质量达到42 mg/cm^2;采用6 mol/L HNO_3溶解UO_2镀层。采用α-安息香肟沉淀法实现^(99)Mo与大量裂变产物的初步分离,采用阴离子交换法与活性炭色层法联用实现99Mo的纯化;纯化后的99Mo溶液中,杂质^(131)I、^(90)Sr、^(95)Zr、^(103)Ru、^(238)U活度与^(99)Mo活度比值分别为4.47×10^(-6)%、7.40×10^(-7)%、8.67×10^(-7)%、2.57×10^(-6)%、1.69×10^(-14)%,均小于《欧洲药典》规定值,满足医用要求。本工作建立了电沉积LEU UO_2靶件生产高纯医用裂变99Mo的工艺流程,为今后采用LEU技术生产医用裂变99Mo,进而实现其自主规模化生产打下了基础。

罗丹明B试法鉴定UO_2^(2+)用N-烯丙基-N′-(对苯磺钠)硫脲掩蔽Fe^(3+)的干扰

以实验为基础 ,提出了用罗丹明 B试法鉴定 UO2 +2 时 ,用 N-烯丙基 - N′- (对苯磺酸钠 )硫脲掩蔽Fe3 +离子的干扰 .与传统的消除干扰的方法相比 ,具有条件容易控制 ,操作简便等优点 .

含羧基离子交换纤维合成及其对UO_2^(2+)的吸附性能研究

合成了一种经多胺交联的含羧基离子交换纤维,探讨了含羧基离子交换纤维对铀的吸附特性,考察了pH值、吸附时间、含U金属溶液初浓度对纤维吸附能力的影响,绘制出吸附等温线,并求出Langmuir曲线和Freundlich曲线方程。结果表明:含羧基离子交换纤维在pH>2,吸附时间为30min时对铀酰离子有良好的吸附性能,且U金属离子浓度越高,纤维的饱和吸附容量越大。红外光谱证明含羧基离子交换纤维在吸附铀酰离子时,与UO22+形成配合物,COO-参与配位。

UO_2^(2+)在羟基磷灰石上的吸附

以羟基磷灰石(HA)作骨体外模型结合计算机模拟的方法,研究了UO22+在HA上的吸附行为以及不同种类的螯合剂对其吸附行为的影响。结果表明,15min后HA对UO22+的吸附达到平衡,HA颗粒形貌未发生明显改变,吸附过程符合拟二级动力学方程;乙二胺四乙酸(EDTA)和二乙基三胺五乙酸(DTPA)对HA上UO22+的促排作用类似,能与UO22+螯合形成大量的络合离子从而达到促排的目的,但会对骨骼无机相表面造成损伤;柠檬酸对吸附在HA上的UO22+具有较强的解吸作用,但高浓度的柠檬酸会造成HA颗粒形貌显著变化,因此不适合作为铀的促排剂;抗坏血酸对UO22+在HA上的解吸没有作用,而氨基三乙酸(NTA)会导致HA对铀的吸附率增加。

乙异羟肟酸与Zr(Ⅳ),UO_2^(2+)配合物稳定常数的测定

对乙异羟肟酸(AHA)与Zr(Ⅳ),UO22+的配位行为进行了初步研究,测定了AHA与Zr(Ⅳ),UO22+配合物的稳定常数。结果表明,在HCl O4体系中,AHA与Zr(Ⅳ),UO22+分别发生三、二级配位,其稳定常数分别为:β1(Zr(Ⅳ))=(6.7±0.1)×1013,β2(Zr(Ⅳ))=(1.8±0.1)×1025,β3(Zr(Ⅳ))=(3.8±0.3)×1035;β(UO2+)=(8.6±0.4)×107,β(UO2+)=(3.8±0.1)×1014。

自辐射场下UO_2分子光谱研究

铀原子和氧原子分别使用相对论有效原子实势（Relativistic Effective Core Potential）和6-311＋G （d）基组,采用优选的密度泛函 B3P86方法,研究了铀本身产生自辐射场（-0.005～0.005 a.u.）作用下UO2基态分子的能隙Eg和谐振频率ν.结果表明：能隙Eg=2.0028 eV、1.9974 eV,接近实验值2.1 eV, UO2在自辐射场中具有半导体性质；反对称伸缩振动频率ν3（σg ）、弯曲振动频率ν2（πu ）和对称伸缩振动频率ν1（σg）与实验值776.1 cm-1、225.2 cm-1、765.4 cm-1基本吻合.

UO_2薄膜制备和光学常数及厚度测定

利用磁控溅射法制备了UO2薄膜,通过扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪及X射线衍射仪,对薄膜进行了分析和表征。利用反射光谱法测得了薄膜在400～1200nm波长范围内的反射率。通过对反射图谱进行数据拟合,得出UO2薄膜在450～950nm波长范围内的折射率为2.1～2.65,消光系数约0.51,厚度为637nm。

大晶粒UO_2燃料芯块堆内试验组件的研制

为了开发高性能的压水堆燃料,研制了大晶粒燃料芯块。试验燃料芯块具有高的235U富集度、小直径和大晶粒尺寸的特点。通过堆内辐照试验可以对不同制造工艺的燃料芯块进行评价和筛选,以便确定燃料制造工艺。为了在中国原子能科学研究院池式研究堆中随堆考验,设计了一种试验组件,包含四根双包壳的燃料棒。双包壳燃料棒是在外包壳内装入两根单包壳燃料棒。试验组件直接由反应堆一次循环水冷却,不设专门的冷却回路。试验组件上安装了多种堆芯测量传感器,包括燃料中心温度热电偶、自给能中子探测器和冷却剂出、入口温度热电偶,可以在线监测燃料试验参数。描述了大晶粒UO2燃料芯块的研制、试验燃料组件的研制和检验。