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Cr_(2)O_(3)掺杂UO_(2)芯块晶粒生长动力学研究
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作者 郑新海 吴学志 尹邦跃 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期5-10,共6页
本工作采用恒速升温和等温烧结实验方法研究了不同Cr_(2)O_(3)掺杂量UO_(2)芯块的晶粒生长动力学。结果表明,掺杂少量Cr_(2)O_(3)可以提高UO_(2)烧结速度,降低烧结温度。1500~1750℃下烧结,添加0.1wt%、0.5wt%Cr_(2)O_(3)均可以加速芯... 本工作采用恒速升温和等温烧结实验方法研究了不同Cr_(2)O_(3)掺杂量UO_(2)芯块的晶粒生长动力学。结果表明,掺杂少量Cr_(2)O_(3)可以提高UO_(2)烧结速度,降低烧结温度。1500~1750℃下烧结,添加0.1wt%、0.5wt%Cr_(2)O_(3)均可以加速芯块致密化进程,添加Cr_(2)O_(3)后,烧结温度可以降低至1600℃,而标准UO_(2)烧结温度需在1700℃以上。掺杂Cr_(2)O_(3)可以明显促进UO_(2)晶粒生长,Cr_(2)O_(3)掺杂量越多,温度越高,UO_(2)晶粒生长速度越快。掺杂0.1wt%Cr_(2)O_(3)的UO_(2)芯块的晶粒生长动力学符合3次方模型,晶粒生长指数n=3,激活能Q=454.2 kJ/mol,掺杂0.5wt%Cr_(2)O_(3)的UO_(2)芯块的晶粒生长动力学符合2.2次方模型,晶粒生长指数n=2.2,激活能Q=371.3 kJ/mol。 展开更多
关键词 掺杂Cr_(2)O_(3) uo_(2)芯块 晶粒尺寸 晶粒生长动力学 晶粒生长指数 激活能
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大晶粒UO_(2)燃料裂变气体释放行为相场模拟研究 被引量:2
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作者 刘东昆 王庆宇 +2 位作者 张田 周羽 王翔 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期281-294,共14页
为预测大晶粒UO_(2)燃料中裂变气体的释放行为,从而为事故容错燃料的发展提供支持,本文采用相场模型,对裂变气体在UO_(2)多晶微观结构中的释放行为进行了模拟.该模型采用一组耦合的Cahn-Hilliard方程与Allen-Cahn方程,用守恒场变量表示... 为预测大晶粒UO_(2)燃料中裂变气体的释放行为,从而为事故容错燃料的发展提供支持,本文采用相场模型,对裂变气体在UO_(2)多晶微观结构中的释放行为进行了模拟.该模型采用一组耦合的Cahn-Hilliard方程与Allen-Cahn方程,用守恒场变量表示裂变气体与空位的分布,以及用序参量区分气泡相与基质相.该模型重点考察了不同晶粒尺寸、不同温度条件与扩散系数对裂变气体释放行为产生的影响,展现了气泡的形核、生长、融合等行为,得到了一定程度燃耗深度下燃料的孔隙度、晶界处气泡覆盖率、气泡平均半径等模拟结果.结果表明,温度与扩散系数对孔隙度、晶界处气泡覆盖率的影响较为显著,在扩散系数较大时,晶粒尺寸也会对裂变气体释放行为产生较大影响,扩散系数较小时,晶粒尺寸的影响则不明显.此外,通过该模型得出的高燃耗深度下裂变气体气泡分布状况与实验结果也较为符合,该模型能较好地预测大晶粒UO_(2)裂变气体释放行为. 展开更多
关键词 相场模型 大晶粒uo_(2)燃料 裂变气体释放
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改性色谱柱分离辐照后UO_(2)-Zr燃料中燃耗监测体钕的方法研究
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作者 彭曼舒 胡银 +5 位作者 冯伟伟 曹骐 陈云明 王鹏 王定娜 王奇龙 《化学研究与应用》 CAS 北大核心 2024年第4期760-765,共6页
钕监测体法整体精度高、适用范围广,是目前最常用的绝对燃耗测量方法之一。新型UO_(2)-Zr燃料中锆基体为燃料的溶解及燃耗监测体钕的分离带来了极大挑战,钕分离效率的提高对提升绝对燃耗测量可靠性、降低操作人员受照剂量具有重要意义... 钕监测体法整体精度高、适用范围广,是目前最常用的绝对燃耗测量方法之一。新型UO_(2)-Zr燃料中锆基体为燃料的溶解及燃耗监测体钕的分离带来了极大挑战,钕分离效率的提高对提升绝对燃耗测量可靠性、降低操作人员受照剂量具有重要意义。选择三种具有较强镧系元素萃取能力的酸性磷类萃取剂作为改性试剂,通过浸渍法完成商业化色谱柱的改性制备。比较研究表明,(2-乙基己基)膦酸单-2-乙基己基酯改性后的色谱柱分离性能最优,在0.05 mol·L^(-1)硝酸溶液的等度洗脱下,15 min内可实现钕的完全分离,Pr/Nd分离因子为1.73,而Nd/Sm分离因子远远大于1.5。60次重复分离实验证实改性色谱柱分离稳定性良好,在模拟辐照后UO_(2)-Zr燃料溶液中能实现大量铀、锆基体中微量钕的富集与分离。 展开更多
关键词 燃耗测量 色谱柱改性 钕监测体 有机磷类萃取剂 uo_(2)-Zr燃料
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ZrO_(2)和UO_(2)芯块表面CeB_(6)涂层的制备和表征
4
作者 王晓姣 范武刚 +3 位作者 陈向阳 卢俊强 朱丽兵 张兆泉 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期947-953,共7页
CeB_(6)涂层作为适用先进反应堆燃料型号的自主化整体型可燃毒物材料,具有展平堆芯中子注量分布,实现长周期反应性控制和慢化剂负温度系数控制的功能,可集成在可燃毒物燃料元件中应用于压水堆反应堆堆芯。本研究采用磁控溅射方法在ZrO_... CeB_(6)涂层作为适用先进反应堆燃料型号的自主化整体型可燃毒物材料,具有展平堆芯中子注量分布,实现长周期反应性控制和慢化剂负温度系数控制的功能,可集成在可燃毒物燃料元件中应用于压水堆反应堆堆芯。本研究采用磁控溅射方法在ZrO_(2)和UO_(2)圆柱芯块表面涂覆了CeB_(6)涂层。用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对涂层物相、结构和成分进行了表征,采用热循环及划痕法对涂层与基体的结合性能进行了考核。结果表明,ZrO_(2)和UO_(2)芯块表面制备的涂层为CeB_(6)且膜层较为纯净;CeB_(6)膜层与ZrO_(2)、UO_(2)基体结合性能良好,膜层生长致密均匀;ZrO_(2)基底上CeB_(6)膜层破坏的临界载荷为8.25 N;UO_(2)芯块基底上CeB_(6)膜层破坏的临界载荷为17.6 N。 展开更多
关键词 uo_(2)芯块 CeB_(6)涂层 磁控溅射
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氧化石墨烯掺杂UO_(2)芯块制备工艺及性能研究
5
作者 温丰 杜江平 +4 位作者 赵雨梦 杨宁 邵宗义 刘伟 蔡振方 《核技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期168-176,共9页
氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)掺杂改性二氧化铀(UO_(2))芯块是高性能核燃料研究的重点方向之一。为实现GO在UO_(2)芯块中的均匀分布及掺杂量的有效控制,利用固-液混合法和重铀酸铵(Ammonium Diuranate,ADU)共沉淀法制备了不同GO掺杂量... 氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)掺杂改性二氧化铀(UO_(2))芯块是高性能核燃料研究的重点方向之一。为实现GO在UO_(2)芯块中的均匀分布及掺杂量的有效控制,利用固-液混合法和重铀酸铵(Ammonium Diuranate,ADU)共沉淀法制备了不同GO掺杂量的UO_(2)粉末,研究了制粉方法及GO掺杂量对GO在UO_(2)中混合均匀性的影响。采用放电等离子烧结制备了不同GO掺杂量的UO_(2)-GO芯块,探索了不同烧结参数的影响,并对燃料芯块的性能进行测试。结果表明,固-液混合法制备的GO掺杂UO_(2)粉末混合均匀度更好;放电等离子烧结得到的UO_(2)-GO芯块密度最高可达97.6%T.D.;GO掺杂量为1.5 wt.%的芯块在1000℃下的热导率较常规UO_(2)芯块提高了85.9%;制备的UO_(2)-GO芯块晶粒尺寸较为均匀,GO均匀分布在晶界处并形成了桥联导热网络,有效提升了掺杂芯块的热导率。 展开更多
关键词 氧化石墨烯掺杂改性 uo_(2)芯块 固-液混合法 放电等离子烧结 热导率
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高燃耗UO_(2)陶瓷燃料芯块微观结构演化行为研究进展
6
作者 令狐锋 王华才 《陶瓷学报》 CAS 北大核心 2024年第5期886-896,共11页
UO_(2)陶瓷燃料芯块作为轻水堆等商业堆的核心部件,在运行时的变化会影响反应堆运行安全。延长燃料元件使用燃耗从而达到更高经济效益是核电厂未来发展方向,然而随着燃料燃耗的增加,燃料芯块的微观结构如晶粒尺寸、孔隙等会发生变化,裂... UO_(2)陶瓷燃料芯块作为轻水堆等商业堆的核心部件,在运行时的变化会影响反应堆运行安全。延长燃料元件使用燃耗从而达到更高经济效益是核电厂未来发展方向,然而随着燃料燃耗的增加,燃料芯块的微观结构如晶粒尺寸、孔隙等会发生变化,裂变产物的产生与迁移量增加,芯块包壳相互作用的发生概率升高导致反应堆运行安全系数下降,因此高燃耗下陶瓷燃料芯块微观结构演化行为和裂变产物迁移的研究受到重视。基于学者们所做的研究工作,总结了陶瓷UO_(2)芯块裂变产物研究相关的几个内容:边缘高燃耗结构的特征与形成机理、裂变产物的分布及影响,微观结构演化与裂变产物迁移的联系,讨论了高燃耗下芯块微观结构演化和其对裂变产物迁移的影响。为提高燃料使用燃耗,结合研究现状,对高燃耗下燃料芯块的进一步研究提出展望。 展开更多
关键词 uo_(2)陶瓷燃料芯块 微观结构 高燃耗 裂变产物
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含铬大晶粒UO_(2)芯块制备
7
作者 王博 刘聪 +1 位作者 吴根久 陈煜 《机械研究与应用》 2024年第2期63-66,共4页
大晶粒高热导的UO_(2)芯块为一种理想的高燃耗核燃料芯块。其制备时需在UO_(2)粉末中添加微量Al 2O_(3)和Cr_(2)O_(3),并依照粉末冶金方式来制备。该燃料芯块晶粒尺寸在30μm以上,密度为96.5%~97%T.D,同时为提升芯块导热性,要求Cr含量要... 大晶粒高热导的UO_(2)芯块为一种理想的高燃耗核燃料芯块。其制备时需在UO_(2)粉末中添加微量Al 2O_(3)和Cr_(2)O_(3),并依照粉末冶金方式来制备。该燃料芯块晶粒尺寸在30μm以上,密度为96.5%~97%T.D,同时为提升芯块导热性,要求Cr含量要在0.06wt%~0.1wt%。制备过程中,首先通过单一添加确定了两种物质的最优添加量,再选择合适的粉末预处理技术对两种物质进行混合添加试验。结果表明,分别添加0.008wt%~0.01wt%的Al 2O_(3)粉末和0.2wt%~0.3wt%的Cr_(2)O_(3)粉末并采用制粒粉末包裹Cr_(2)O_(3)的方式制得的芯块晶粒度可达到43.3μm,密度为96.8%T.D,Cr含量为0.0864wt%掺铬大晶粒UO_(2)芯块。 展开更多
关键词 大晶粒 uo_(2)芯块 Al_(2)O_(3) Cr_(2)O_(3)
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大晶粒UO_(2)-SiC燃料芯块制备及高温氧化性能研究 被引量:1
8
作者 严超 于小河 +4 位作者 黄鹤 侯可可 曹长青 林俊 朱智勇 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期81-87,共7页
通过在UO_(2)基体中添加第二相来提高燃料热导率是耐事故燃料的一个重要研究方向。该研究以大晶粒UO_(2)颗粒为原料,采用放电等离子烧结(Spark Plasma Sintering,SPS)工艺在较低烧结温度下获得高密度的大晶粒UO_(2)-SiC复合燃料芯块,对... 通过在UO_(2)基体中添加第二相来提高燃料热导率是耐事故燃料的一个重要研究方向。该研究以大晶粒UO_(2)颗粒为原料,采用放电等离子烧结(Spark Plasma Sintering,SPS)工艺在较低烧结温度下获得高密度的大晶粒UO_(2)-SiC复合燃料芯块,对复合燃料芯块的性能进行了表征,并研究了其在空气环境中的抗高温氧化性能。结果显示:SPS低温烧结可有效避免高温下发生的UO_(2)-SiC界面反应,制备出的芯块密度>95%TD(理论密度)。与传统UO_(2)燃料芯块及常规UO_(2)粉末SPS烧结的UO_(2)-SiC芯块相比,大晶粒复合燃料芯块热导率明显提高。复合燃料芯块在高温氧化初期的氧化增重相较传统芯块明显减弱,但当氧化温度达到350℃时,SiC无法进一步阻止UO_(2)氧化。 展开更多
关键词 耐事故燃料 二氧化铀 复合燃料芯块
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烧结成型的UO_(2)陶瓷燃料微观力学性能研究进展 被引量:1
9
作者 斯嘉轩 吴璐 +7 位作者 滕常青 辛虹阳 王桢 张伟 方忠强 温榜 莫华均 伍晓勇 《精密成形工程》 北大核心 2022年第5期143-152,共10页
作为反应堆的核心,UO_(2)陶瓷燃料的力学性能与其安全可靠性、经济性紧密相关,一直是国内外的研究热点。当前学者已针对未辐照UO_(2)燃料开展了大量研究,结果表明,UO_(2)燃料的力学性能受晶粒尺寸、晶体取向、气孔率、O/U比、应变量、... 作为反应堆的核心,UO_(2)陶瓷燃料的力学性能与其安全可靠性、经济性紧密相关,一直是国内外的研究热点。当前学者已针对未辐照UO_(2)燃料开展了大量研究,结果表明,UO_(2)燃料的力学性能受晶粒尺寸、晶体取向、气孔率、O/U比、应变量、掺杂相类型及掺杂量等多种因素影响,并且还与测试温度密切相关,但这些影响因素对其力学性能的耦合作用尚不清楚。近年来国外研究者还通过先进的纳米力学测试技术,对辐照后的UO_(2)陶瓷燃料进行了研究,为其设计制备和寿期内性能预测提供了关键数据支撑。首先介绍了UO_(2)微观力学性能研究手段,并对未辐照以及辐照后UO_(2)陶瓷燃料微观力学性能研究进展进行了综述,总结了现有的不足并提出了后续研究的建议:在服役温度以及事故温度下对不同燃耗的UO_(2)燃料开展研究,获得实际工况和事故工况下UO_(2)燃料微观力学性能随燃耗的演变规律及机制,为燃料元件持续优化改进提供支撑。 展开更多
关键词 核燃料 uo_(2) 纳米压痕 微观力学性能 辐照
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UO_(2)在碳酸盐熔盐中的反应行为研究
10
作者 侯晨曦 何明键 +2 位作者 张萌 矫彩山 何辉 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期2163-2169,共7页
为获得UO_(2)在碱金属碳酸盐熔盐体系中的基础反应数据,本文分析了UO_(2)在不同组分碳酸盐熔盐中的平衡浓度和反应产物。本文借助电感耦合等离子体质谱、X射线衍射、红外光谱等表征方法,研究反应产物及铀的形态。结果表明:在本文条件下... 为获得UO_(2)在碱金属碳酸盐熔盐体系中的基础反应数据,本文分析了UO_(2)在不同组分碳酸盐熔盐中的平衡浓度和反应产物。本文借助电感耦合等离子体质谱、X射线衍射、红外光谱等表征方法,研究反应产物及铀的形态。结果表明:在本文条件下,铀元素在不同组分碳酸盐熔盐中平衡浓度(500~700℃)呈“V”型分布,其平衡浓度在20~220μg/g,最小值在二元和三元熔盐体系中分别低于30μg/g和60μg/g(600℃)。另外UO_(2)在碳酸盐熔盐中的反应产物结构均以重铀酸盐为主(<700℃)。在碳酸盐熔盐体系中系统的分析了UO_(2)的反应行为,验证了碳酸盐盐熔盐氧化技术对UO_(2)进行氧化处理的可行性,为该技术的发展提供了一定基础数据的支撑。 展开更多
关键词 乏燃料后处理 碱性体系 碳酸盐熔盐 uo_(2) 反应产物 平衡浓度 物相结构 氧化处理
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UO_(2)芯块研制实验室初步源项调查
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作者 杨海涛 刘小龙 +4 位作者 潘学荣 任萌 周显明 徐凯迪 王特 《铀矿冶》 CAS 2023年第4期64-70,共7页
某UO_(2)芯块研制实验室计划退役,为初步掌握该实验室内放射性污染情况,对其进行了初步源项调查,调查内容包括实验室运行历史、表面污染水平、γ辐射剂量水平、气溶胶浓度水平,以及污染面积和污染物项估算等。调查结果显示:该实验室主... 某UO_(2)芯块研制实验室计划退役,为初步掌握该实验室内放射性污染情况,对其进行了初步源项调查,调查内容包括实验室运行历史、表面污染水平、γ辐射剂量水平、气溶胶浓度水平,以及污染面积和污染物项估算等。调查结果显示:该实验室主要污染核素为^(234)U、^(235)U和^(238)U,放射性污染核素单一;实验室内的表面污染水平、γ辐射剂量水平、气溶胶浓度水平较低;地面及墙面污染面积总计约1000 m^(2);退役时需进行去污操作的设备约300台;内部积存各类放射性固体废物约80 m^(3)。因实验室内污染物项种类繁多,各类污染物污染程度差异较大,在进行退役治理时,应将废物做好分类处理,防止交叉污染。 展开更多
关键词 退役 源项调查 放射性污染 uo_(2)芯块
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核燃料棒芯块^(235)U丰度检测方法研究
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作者 胡泽成 侯龙 刘超 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2024年第1期139-145,共7页
核燃料棒中UO_(2)芯块的^(235)U丰度检测是保证核反应堆正常运行的重要环节,根据铀样品能谱谱形,通过迭代拟合算法精确选取目标信号的能量范围,减少了测量精度受UO_(2)芯块年龄的影响,扩大了目标信号能量选取范围,基于小波变换法,过滤... 核燃料棒中UO_(2)芯块的^(235)U丰度检测是保证核反应堆正常运行的重要环节,根据铀样品能谱谱形,通过迭代拟合算法精确选取目标信号的能量范围,减少了测量精度受UO_(2)芯块年龄的影响,扩大了目标信号能量选取范围,基于小波变换法,过滤无关频率信号,提高了突变信号的识别精度,进一步提高了检测速度。通过模拟存在异常丰度芯块燃料棒检测验证了方法的可行性。 展开更多
关键词 uo_(2)芯块 ^(235)U丰度 迭代拟合算法 小波变换
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Thermodynamic Assessment of UO<sub>2</sub>Pellet Oxidation in Mixture Atmospheres under Spent Fuel Pool Accident
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作者 Dong-Joo Kim Jong Hun Kim +3 位作者 Keon Sik Kim Jae Ho Yang Sun Ki Kim Yang-Hyun Koo 《World Journal of Nuclear Science and Technology》 2015年第2期102-106,共5页
For an analysis of the oxidation behavior of UO2 nuclear fuel pellet under a loss of water coolant accident in a spent nuclear fuel pool of an LWR, thermodynamic assessments of UO2 oxidation were carried out under var... For an analysis of the oxidation behavior of UO2 nuclear fuel pellet under a loss of water coolant accident in a spent nuclear fuel pool of an LWR, thermodynamic assessments of UO2 oxidation were carried out under various atmospheric conditions. In a steam atmosphere, it was assessed that UO2 would not be fully oxidized into U3O8 due to the relatively lower oxygen partial pressure, while UO2 will be fully oxidized into U3O8 in an air atmosphere. In an air and steam mixture atmosphere, the UO2 oxidation was dominantly affected by the air volumetric fraction, because of the relatively higher oxygen partial pressure of air. In addition, the effect of H2 volumetric fraction on the oxygen partial pressure under a mixture atmosphere was calculated, and it was revealed that UO2 pellet oxidation could be reduced above the critical value of H2 volumetric fraction. 展开更多
关键词 Spent Nuclear fuel POOL uo2 fuel PELLET uo2 OXIDATION Oxygen Partial Pressure
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薄壁环形UO_(2)芯块烧结变形研究
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作者 付豪 廖宾 陈煜 《铀矿冶》 CAS 2021年第1期43-47,共5页
采用UO_(2)粉末制备的薄壁环形生坯芯块具有较大的烧结变形,在模具设计时需考虑变形对磨削余量和倒角宽度的影响。环形芯块烧结变形程度会影响芯块外径和倒角宽度,要使薄壁环形芯块满足外径磨削要求(13.63±0.012)mm,阴模直径需从... 采用UO_(2)粉末制备的薄壁环形生坯芯块具有较大的烧结变形,在模具设计时需考虑变形对磨削余量和倒角宽度的影响。环形芯块烧结变形程度会影响芯块外径和倒角宽度,要使薄壁环形芯块满足外径磨削要求(13.63±0.012)mm,阴模直径需从现有的16.70mm提高到16.80mm,冲头倒角宽度需从现有的0.72mm提高到0.86mm。在内径免磨削情况下,环形芯块的严重烧结变形会对内层包壳设计产生影响;内层包壳的外径设计尺寸要比芯块内径目标值至少小0.311mm,才能既保证芯块及时传热,又避免芯块和内包壳之间产生严重的机械相互作用。 展开更多
关键词 环形芯块 烧结变形 阴模直径 包壳
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UO_(2)芯块磨削新型上料装置的研制
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作者 祁峰 周红林 《科技视界》 2021年第8期142-145,共4页
针对UO_(2)芯块在制备过程中,有缺陷的烧结芯块在送料、磨削过程中会造成卡料、堵料等异常情况,造成上料设备不同程度的损坏,需要在芯块进入磨削区前进行碎块剔除的问题,研制了一台新型上料装置,通过改进翻转倒料机构,降低倒料高度,设... 针对UO_(2)芯块在制备过程中,有缺陷的烧结芯块在送料、磨削过程中会造成卡料、堵料等异常情况,造成上料设备不同程度的损坏,需要在芯块进入磨削区前进行碎块剔除的问题,研制了一台新型上料装置,通过改进翻转倒料机构,降低倒料高度,设计直线振动筛选装置;通过采集送料装置上的芯块数量,调节上料时间,实现功能更优化的烧结芯块储存、输送及碎块烂屑筛选功能。生产实践证明:该装置可保证烧结芯块中的碎块烂屑最大限度不进入磨床,从而减少磨削过程中的卡堵现象,实现稳定磨削,减少辐射防护风险的目的。 展开更多
关键词 uo_(2)芯块 上料方式 翻转倒料 碎块筛选
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真空烧结U_(3)Si_(2)燃料芯块的微观组织与导热性能 被引量:1
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作者 陆永洪 贾代坤 +7 位作者 粟丹科 潘小强 夏季斌 王一帆 王挺 张翔 王子圳 邱绍宇 《粉末冶金材料科学与工程》 2022年第4期436-441,共6页
以U_(3)Si_(2)粉末为原料,采用真空烧结法制备U_(3)Si_(2)燃料芯块,研究烧结温度对U_(3)Si_(2)燃料芯块密度的影响,分析U_(3)Si_(2)燃料芯块的铀质量浓度和杂质含量,并对燃料芯块的微观组织和导热性能进行分析和测试。结果表明,随烧结... 以U_(3)Si_(2)粉末为原料,采用真空烧结法制备U_(3)Si_(2)燃料芯块,研究烧结温度对U_(3)Si_(2)燃料芯块密度的影响,分析U_(3)Si_(2)燃料芯块的铀质量浓度和杂质含量,并对燃料芯块的微观组织和导热性能进行分析和测试。结果表明,随烧结温度升高,U_(3)Si_(2)燃料芯块的密度先升高后降低,在1 550℃烧结2 h的U_(3)Si_(2)燃料芯块相对密度最高,约为96.7%,芯块的铀质量浓度为10.81 g/cm~3,明显高于现役UO芯块的铀质量浓度;该U_(3)Si_(2)燃料芯块由U_(3)Si_(2)、U_(3)Si_(2)和UO组成,芯块的热扩散系数随温度升高而逐渐增大,在500℃时的热扩散系数为3.95mm~2/s,比UO芯块提高约2倍。 展开更多
关键词 U_(3)Si_(2)燃料芯块 耐事故燃料 粉末冶金 高铀密度燃料 导热性能
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基于事故容错燃料的高燃耗组件研究进展
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作者 付浩 彭振驯 +3 位作者 廖业宏 薛佳祥 沈朝 周张健 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第22期107-118,共12页
针对核电高经济性和高安全性的目标,高燃耗(大于62 GWd/MTU)成为核燃料的发展趋势,然而,燃耗加深势必会导致芯块和包壳性能衰退甚至失效,引发安全隐患。本文首先回顾和梳理高燃耗状态传统UO_(2)芯块-Zr合金包壳核燃料系统所面临的挑战,... 针对核电高经济性和高安全性的目标,高燃耗(大于62 GWd/MTU)成为核燃料的发展趋势,然而,燃耗加深势必会导致芯块和包壳性能衰退甚至失效,引发安全隐患。本文首先回顾和梳理高燃耗状态传统UO_(2)芯块-Zr合金包壳核燃料系统所面临的挑战,如芯块边缘高燃耗结构(HBS)形成-迅速扩展、裂变气体释放份额增大、燃料棒内压增大、包壳腐蚀和吸氢量加剧以及失水事故(LOCA)工况芯块碎裂-迁移-重置现象等,并以相关问题为切入点厘清关键对策。然后,归纳总结现阶段核工业界近期型事故容错燃料(ATF)方案研究进展和成果,重点阐述主流Cr涂层锆合金包壳和大晶粒UO_(2)芯块ATF候选材料的关键服役性能,包括裂变气体释放、芯块-包壳接触压力、包壳水侧腐蚀及高温蒸汽氧化-淬火行为等。同时,对比分析Cr涂层锆合金包壳+大晶粒UO_(2)芯块相较于传统核燃料系统服役优势,尤其是高燃耗状态,研究表明近期型ATF方案在高燃耗项目中极具应用潜力。本文概述的内容有助于加深核工业工作者对高燃耗项目的理解,同时为我国自主研发ATF和高燃耗项目相结合提供参考,助力提升核电经济性、安全性与可靠性。 展开更多
关键词 高燃耗 燃料组件 事故容错燃料 Cr涂层锆合金包壳 大晶粒uo 2芯块
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UO_(2)陶瓷芯块-316Ti不锈钢复合结构激光切割温度场仿真研究 被引量:2
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作者 史新灵 肖魏魏 +3 位作者 宋妮妮 陈志勇 王湘江 王新林 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2021年第17期326-335,共10页
为了研究激光切割UO_(2)陶瓷芯块-316Ti不锈钢复合结构温度场的分布,考虑了材料的热物性参数与温度的关系,运用ANSYS有限元软件模拟了该复合结构的激光切割过程,通过ANSYS的Fluent模块实现激光热源C语言程序的UDF加载与编译。研究了不... 为了研究激光切割UO_(2)陶瓷芯块-316Ti不锈钢复合结构温度场的分布,考虑了材料的热物性参数与温度的关系,运用ANSYS有限元软件模拟了该复合结构的激光切割过程,通过ANSYS的Fluent模块实现激光热源C语言程序的UDF加载与编译。研究了不同激光切割工艺参数下的温度分布云图,结果表明:温度分布主要呈现为类彗尾状;最高温度集中在切割热源中心处,工件表面的最高温度随着激光功率的增加和切割速度的降低而升高;当激光功率过小或切割速度过大时,工件会因热量输入不足而切不透;当激光功率过大或切割速度过小时,切缝会因材料熔化区域变大而变宽。仿真结果可以对实际切割过程的工艺参数优化提供参考。 展开更多
关键词 激光技术 激光切割 uo_(2)陶瓷芯块-316Ti不锈钢复合结构 温度场 切割工艺参数
原文传递
“夹心饼干”式弥散型复合燃料板的断裂机理 被引量:1
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作者 王习术 徐勇 邓燕红 《清华大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第8期1095-1097,共3页
U3Si2 - Al弥散型复合燃料板元件是新发展的一种低浓化的研究堆燃料。该元件制备工艺复杂 ,使用环境特殊 ,加工环节对燃料板力学性能影响较大。而燃料板的力学性能优劣则是保证研究堆可靠使用的必要条件。因此 ,对研究堆使用的 U3Si2 -... U3Si2 - Al弥散型复合燃料板元件是新发展的一种低浓化的研究堆燃料。该元件制备工艺复杂 ,使用环境特殊 ,加工环节对燃料板力学性能影响较大。而燃料板的力学性能优劣则是保证研究堆可靠使用的必要条件。因此 ,对研究堆使用的 U3Si2 - Al弥散型复合燃料板元件 ,通过扫描电镜对试件的拉伸断裂断口形貌、断口中芯体与包壳分布进行了分析与检测 ,并且讨论了燃料板的拉伸强度与断口间存在的关系 ,得到了燃料板断裂机理为芯体脆断导致包壳快速失效 ,拉伸断裂的决定因素是芯体的断裂延伸率 ,含 U3Si2 - Al弥散型复合燃料板比非退火态的铸铝延伸率要低。 展开更多
关键词 U2Si2-Al复合材料板 芯体 包壳 断裂机理 SEM方法
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