铀部件表面复合镀层的界面力学行为研究

针对铀部件表面复合镀层界面结合强度较低,甚至出现局部脱落或开裂问题,在磁控溅射沉积工艺下复合镀层界面特性研究的基础上,建立了镀层界面力学行为研究的数值模型,研究了沉积温度、镀层材料性能,以及构件尺寸等对Al/Ti、Al/Al_(2)O_(3)复合镀层界面力学行为的影响。结果表明,沉积温度超过300℃时,外镀层界面会出现较大的应力波动,会直接影响到复合镀层的界面结合强度。因此,Al/Ti、Al/Al_(2)O_(3)复合镀层的沉积温度应不超过300℃。与复合镀层Al/Ti相比较,复合镀层Al/Al_(2)O_(3)不仅能够提高Al镀层和基体界面的结合力,还能够降低界面处的应力波动,将是进一步改善铀及铀合金耐蚀性和耐磨性的主要研究方向。

毛竹对铀胁迫的生理响应与富集特性研究

为了探究毛竹(Phyllostachys pubescens)对水体铀污染的富集能力,于水培条件下,开展不同浓度铀胁迫对毛竹幼苗的生理影响以及铀富集特征研究。结果表明,随着铀浓度的增加,毛竹叶片的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间CO_(2)浓度(Ci)均呈现先升高后降低的趋势,其中最高铀浓度400 mg·L^(-1)下的Pn、Tr、Gs分别较对照显著下降了39.71%、18.81%和36.25%,而Ci上升并不明显;毛竹根、茎、叶铀含量逐渐增加,铀转移系数整体呈现先上升后下降的变化趋势,而富集系数整体呈下降态势。此外,毛竹根富集系数高于茎、叶的富集系数,而茎杆的转移系数小于叶部转移系数,但毛竹根、茎、叶对铀的富集和迁移能力不同,较高的根系富集能力可减轻铀对茎叶的毒害作用。在400 mg·L^(-1)铀处理条件下,毛竹地上部和地下部干重、叶绿素a和叶绿素b含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性均较对照显著减少,而丙二醛(MDA)含量却显著增加,说明毛竹对铀具有较强耐受性及较高的富集能力。本研究结果可为毛竹应用于铀污染水体修复提供一定的理论依据和应用价值。

硫化氢缓解羰基应激拮抗铀诱导的大鼠肾毒性

目的探讨硫化氢(H_(2)S)缓解羰基应激拮抗铀诱导的肾毒性。方法将SD雄性大鼠分成4组:正常对照组、GYY4137(H_(2)S供体)组、铀染毒组和GYY4137治疗组。采用微板法和比色法测定尿液中肌酐与尿素氮含量,HE染色检查肾组织损伤,Tunel法检测肾细胞凋亡,酶联免疫吸附法测定硫代巴比妥酸反应物(TBARS)和4-羟基壬烯醛(4-HNE)含量,硫代巴比妥酸法测定丙二醛(MDA)含量。分光光度法测定蛋白质羰基化(PCO)和8-羟基脱氧鸟苷(8-OhdG)含量,Western blots检测乙醇脱氢酶(ADH1)、乙醛脱氢酶(ALDH2)、醛酮还原酶(AKR7A1)等醛代谢酶的蛋白表达。结果铀染毒后,大鼠肌酐和尿素氮含量降低,活性醛、PCO、8-OhdG的含量增加,出现肾组织结构损伤和肾细胞凋亡,醛代谢酶表达量降低,差异有统计学意义(P<0.05)。GYY4137可缓解铀对肾组织的损伤,降低肾损伤相关指标(P<0.05)。结论H_(2)S通过诱导醛代谢酶表达、促进活性醛代谢和缓解羰基应激发挥拮抗铀产生的大鼠肾毒性。

基于流固耦合作用的砂岩地浸采铀效果数值模拟分析

为探究低渗砂岩铀矿在不同因素下的产量变化情况,根据储层有效应力与渗流特性的关系,建立有效应力-渗流数值模型。通过日产水量分析流固耦合作用下储层的产量变化规律,并结合变异系数法分析注入压力、初始渗透率和井间距对产量的影响。研究表明:考虑流固耦合作用下的储层产量会更快进入稳定状态,产量更高;应力敏感性系数越大,有效应力减小对地层渗透率影响越明显。注入压力越大,地层有效应力减小区域下降幅度增大,地层渗透率增大区域升高幅度增大,产量逐渐增多;流固耦合作用下,产量随着初始渗透率增大而增多且增长速度较快;流固耦合作用下,随着井间距的增大,注采井间有效应力减小的影响减弱,注采井间渗透率增大趋势也在下降,产量逐渐降低。结合各因素变异系数变化可得,注入压力对产量效果影响更明显。本研究有助于建立完整的砂岩铀矿地浸采铀生产方案。

贵州白马洞铀矿构造应力场演化与铀成矿

白马洞铀矿床是贵州境内发现的唯一具有工业价值并系统开采过的铀矿床,曾为我国核工业事业的发展做出过重要贡献。自上世纪80年代闭坑以来,为扩大铀矿资源量,对其深部和边部开展过多次勘查及研究工作,但找矿效果并不理想。根据已有研究,矿区和矿床构造对白马洞的铀成矿具有重要的控制作用,本次研究以白马洞矿床为研究对象,通过节理裂隙统计测量工作,重建和恢复矿区成矿构造应力场,分析构造演化与铀成矿关系,探讨铀矿化在构造应力作用下的迁移、聚散特征。研究结果表明,与铀成矿控矿有关的区域性构造应力场可分为3期,第Ⅰ期构造应力场产生于加里东期都匀运动南北水平向挤压作用,形成近东西向及北东东向构造形迹,控制区内铀异常矿化分布;第Ⅱ期构造应力场为区内最强烈的构造应力场,形成洋水背斜的主压面及犀牛洞断裂,特别是其力偶作用下派生的2期局部低级序构造应力场,使北西向褶皱和北东向褶皱横跨复合,构成良好的储矿空间;第Ⅲ期构造应力场使研究区产生EW向右旋挤压,对先期构造有一定程度的改造和加强。此外,喜马拉雅运动在继承第Ⅲ期构造格局的基础上,促使黔中东西向构造带再次活动,深部含矿流体沿白马洞断裂破碎带上升,在有利的物理化学条件下形成现今似层状、透镜状铀矿体。白马洞铀矿是多期次构造活动的产物,今后在黔中地区开展铀矿找矿工作,需要重点寻找北东向断裂与近东西区域性大断裂反接复合部位,特别注意在各期次构造应力场作用下形成的隐伏北东向褶皱与北西向褶皱叠加复合部位,复合部位的剥离构造和层间挤压破碎带是有利的铀矿找矿地段。

不同植物对高浓度铀胁迫的响应与铀富集植物筛选

研究植物对铀的抗性及富集能力对修复铀（u）污染土壤具有重要意义。在每千克土中施用0和500mgu，评价10科14种植物对高浓度U胁迫的响应和U富集能力，筛选修复植物。结果表明：（1）高浓度u胁迫使黄秋葵（Hibiscus esculentus L．）种子出苗减少66．7％，但不影响木耳菜[Gynura cusimbua（D．Don）S．MooreL．]、灰灰菜（Chenopodium albumL．）和四季豆（Phaseolus vulgaris var．humilis Alef）种子出苗；导致芝麻（Sesamum indicum L．）出苗后1个月内全部死亡，柳叶苋（Amaranth）和红圆叶苋（Iresine herbstii‘Aureo-reticulata’）植株成活数减少80％左右，但不影响空心莲子草这[Alternanthera philoxeroides（Mart．）Griseb．]、灰灰菜和四季豆的植株成活。（2）高浓度铀胁迫降低试验植物的生物产量8％～99％，四季豆抗胁迫能力最强，西葫芦（Cucurbita pepo L．）、高粱[Sorghum bicolor （L．）Moench]、蕹菜（Ipomoea aquatica Forsk）、向日葵（Helianthus annuus）、灰灰菜、空心莲子草抗胁迫能力较强。（3）植物在无铀污染土壤中和高浓度铀污染土壤中对铀的吸收能力不同。在无铀污染土壤中，铀含量高的是千日红（Gomphrena globosa）和西葫芦，分别是2．249和1．620mg·kg-1DW；而在高浓度铀污染土壤中铀含量高的是菊苣（Cichorium intybusL．）、柳叶苋和蕹菜，分别是728．7、413．8和337．6mg·kg-1DW。（4）高粱、向日葵和空心莲子草地下器官铀含量高、铀固定量较大，四季豆和蕹菜茎叶铀含量较高、铀提取量较大。因此，对高浓度铀污染土壤，四季豆和蕹菜是良好的提取修复植物，高粱、向日葵和空心莲子草是良好的固持修复植物。

柠檬酸对黑麦草修复铀污染土壤的影响

为探究柠檬酸浓度对黑麦草修复铀污染土壤的效率及其生理特性的影响,通过盆栽试验,研究了15mg/kg铀胁迫下不同浓度(0、1、5、10mmol/kg)柠檬酸对黑麦草生长、生理及重金属积累与分布的影响。结果表明:相同浓度铀胁迫下,随柠檬酸浓度的升高,黑麦草长势、光合色素、可溶性蛋白含量、根系活力、还原型谷胱甘肽(GSH)及几种酶(过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽还原酶(GR))的活性呈先升后降的趋势;黑麦草根叶质膜透性、丙二醛(MDA)含量及氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量逐渐上升;黑麦草对铀的富集量呈先升后降的趋势,但均表现为根部富集量高于地上部分;亚细胞分布中,铀的富集量为细胞壁及残渣部分>可溶性部分>细胞器及膜部分,且各部分铀含量均先增后降。透射电镜结果显示,铀胁迫对黑麦草超微结构造成了不可逆伤害,添加5mmol/kg柠檬酸,损伤程度得以减轻。以上结果表明,低浓度(1、5mmol/kg)柠檬酸可促进黑麦草在铀污染土壤中的生长,增强黑麦草对铀污染土壤的修复效率,其中5mmol/kg柠檬酸的施加效果最佳,而10mmol/kg柠檬酸则会抑制黑麦草生长。

铀胁迫对两种蓝藻生长及抗氧化酶活性的影响

研究了不同浓度铀(0.1、1.0、10.0和30.0mg·L-1)胁迫对满江红鱼腥藻(Anabaena azollae)和爪哇伪枝藻(Scytonemaj avanicum)生长及抗氧化酶活性的影响。结果表明,低浓度铀(0.1和1.0mg·L-1)条件下,两种蓝藻的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性及丙二醛(MDA)含量均无明显变化;叶绿素a含量和可溶性蛋白质含量均较对照上升,表明低浓度铀对A.azollae和S.javanicum均未形成明显胁迫,对生长表现为刺激和促进作用。10.0mg·L-1浓度的铀对A. azollae的生长影响不大,对S. javanicum却产生了明显的抑制作用。30.0mg·L-1铀胁迫下,两种蓝藻中的MDA显著增加,抗氧化酶系统受到破坏,生长严重受阻。实验结果显示,A. azollae和S. javanicum的耐铀极限分别在10.0～30.0mg·L-1和1.0～10.0mg·L-1之间,A. azollae的抗铀性比S. javanicum强。

U（Ⅵ）胁迫下碎米莎草体内抗氧化系统响应特征

采用水培方式研究了铀尾矿库土著优势植物——碎米莎草不同生长期各部位在不同质量浓度铀〔U（Ⅵ）,记为U〕溶液胁迫下w（SP）（SP为可溶性蛋白）、CMDA（丙二醛含量）以及SOD（superoxide dismutase,超氧化物歧化酶）、POD（peroxidase,过氧化物酶）、CAT（catalase,过氧化氢酶）、ATPase（三磷酸腺苷酶）活性的变化.结果表明,ρ（U）≤250 mg/L时,碎米莎草各部位SOD、POD、CAT活性在整个生长阶段均受到显著诱导（P〈0.05）,而CMDA、ATPase活性与对照组相比无显著差异（P〉0.05）;ρ（U）≥750 mg/L时,SOD、POD和CAT活性与对照组相比显著降低（P〈0.05）;ρ（U）达到1 000 mg/L以上时,与对照组相比,降低趋势更显著（P〈0.01）,而ATPase活性受到显著诱导（P〈0.05）,CMDA在幼苗期显著增加（P〈0.05）,膜脂过氧化损伤程度严重.表明碎米莎草对铀胁迫的生理响应中,以根系SOD、CMDA的响应最为敏感.

铀表面Ti/Al复合镀层在腐蚀气体中的腐蚀行为

研究了铀表面磁控溅射离子镀Ti/Al复合镀层在200～500℃温度范围,分别在0.05MPa的O2、H2O和HCl气体中的腐蚀失效形式。采用俄歇电子能谱(AES)分析了腐蚀后腐蚀介质元素在复合镀层中的深度分布,并采用有限元分析方法计算了在腐蚀加热和冷却过程中复合镀层的应力变化。结果表明:O2、H2O、HCl引起铀表面Ti/Al复合镀层的反应腐蚀温度依次降低,界面分离是Ti/Al复合镀层抗气体加热腐蚀的主要失效形式,Al/U和Ti/Al界面分别成为Ti/Al复合镀层在含O气氛和HCl气体中加热腐蚀的薄弱环节;镀层从界面剥离主要是腐蚀气体从镀层缺陷渗透到界面,降低界面的结合力,从而产生应力引起的。

5种植物对铀的积累特征差异研究

采用盆栽试验,研究不同铀浓度(0、1、5、20 mg/kg)胁迫下,苜蓿、黑麦草、高丹草、苏丹草和印度芥菜的光合色素、可溶性蛋白质和丙二醛(MDA)含量的变化,以及植物地上部分和根部对铀的富集量。结果表明,低浓度铀可刺激植物光合色素和可溶性蛋白质含量的增加,但随着铀浓度的增加,植物光合色素和可溶性蛋白质含量逐渐下降。铀胁迫诱导植物体内MDA含量呈明显升高的趋势。

铀合金的大气腐蚀和应力腐蚀研究

概述了U - 0 75Ti铀合金在典型大气环境中长期曝露和贮存时的腐蚀行为及应力腐蚀敏感性研究的一些主要结果 ,得到了铀合金在长期贮存条件下 ,能够长期保持极低的腐蚀速率和不存在明显的大气应力腐蚀的重要规律 .讨论了铀合金在不同环境条件下的大气腐蚀的主要特点、规律和环境影响 ;讨论了铀合金大气应力腐蚀的特点、对环境条件的依存关系和有关的原因 .

江西临川地区相山铀矿田构造应力场分析

相山铀矿田是中国最大的、与火成岩有关的中低温热液型矿床,断裂构造控矿特征明显。目前该矿床的后备资源出现危机,因此开展矿田构造研究,为深部及其外围找矿提供科学指导迫在眉睫。在野外观测分析和节理、擦痕实地测量的基础上,利用构造解析法、共轭剪节理分析法、断层擦痕反演模拟法及X光岩组法等,通过吴氏网投图分析和计算机的反演计算,确定了相山铀矿田多期次构造活动的变形特征及其主应力方向;并根据构造变形叠加关系及其成岩时代的确定,推断了应力作用的期次和时代。为此,将相山铀矿田的构造应力场划分为3期6个阶段,包括:成矿前的基底变形和早期火山活动阶段,早期矿化蚀变和第一、第二主成矿阶段,及其成矿期后阶段,矿体局部被错断;并深入分析了不同阶段构造活动及其铀成矿特征,探讨了区域构造应力场的演变与铀成矿作用关系,认为两者具有一致性特征,进而指出了区域富大矿体产出的有利构造部位。

外源硼酸对铀胁迫下四季豆生理以及铀富集的影响

为了研究外源硼酸对铀胁迫下四季豆生理生化以及铀富集能力的影响,笔者以四季豆(Phaseolus vulgaris L.)为材料,通过盆栽控制试验,在含有铀污染的土壤中分别施加0、10、20、30、40、50 mg/kg的硼酸,在温室中种植培养四季豆,待四季豆开花前取样测定其生理指标和铀富集含量。结果表明:(1)随着硼酸浓度的升高,最大光化学效率(FV/Fm)和光合性能指数PIABS以及单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)、单位反应中心捕获的能力(TRo/RC)、单位反应中心捕获的用于电子传递的能量(ETo/RC)和单位反应中心耗散的能量(DIo/RC)均呈现先升高后下降的趋势;叶绿素、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性、可溶性蛋白、可溶性糖、游离脯氨酸也呈现先上升后下降的趋势;丙二醛(MDA)呈现先下降后升高的趋势;(2)随着外源硼酸浓度的升高,四季豆地上部和地下部铀含量以及植物铀含量都升高。说明了外源施加适宜浓度的硼酸可以提高四季豆对重金属铀的抗性,增加四季豆对铀的富集能力和转移能力。

铀胁迫对5种牧草种子萌发的影响

为进一步探究放射性重金属铀污染环境对植物种子萌芽及生长所产生的迫害,根据我国铀矿冶废水中铀的质量浓度(5 mg/L)选择不同质量浓度(0、1 mg/L、5 mg/L、10 mg/L、15 mg/L、20 mg/L)的铀溶液进行试验,用以胁迫5种1年生牧草(三叶草、苜蓿草、黑麦草、高丹草和苏丹草)种子,同时观察记录各自的萌发状况(发芽数和第7 d幼苗生长长度),计算其发芽率、发芽势、发芽指数(GI)、活力指数(VI)及耐性指数,并与对照组进行量化指标比较。最后比较各牧草种子所受到的危害并做出评价。结果表明:对于不同程度的铀污染,多数植物表现为低质量浓度促进其种子萌发,高质量浓度则严重抑制甚至致死。对于三叶草、苜蓿草和黑麦草种子,低质量浓度(1 mg/L)铀溶液促进种子的萌发,质量浓度升高则为抑制,其中黑麦草表现稍异常,质量浓度为5 mg/L时对种子萌发有促进作用,使最终发芽率较对照提升14%;对于高丹草,低质量浓度(5 mg/L)时促进种子萌发,而在质量浓度稍低于或超过5 mg/L时表现出明显的抑制现象,各指标低于对照13%左右;苏丹草则仅呈现抑制现象,铀质量浓度为5mg/L时抑制现象稍轻,最终发芽率较对照组仅降4%,小于或大于5mg/L时均受抑制,且质量浓度越高抑制现象越明显,最终发芽率最高仅28%。

相山铀矿田西部成矿构造应力场及与铀矿化关系

相山铀矿田是我国最大的火山岩型铀矿田。本文选择矿田西部地区，通过节理、裂隙测量和数值模拟，重建和恢复了区内成矿构造应力场，并在此基础上，探讨铀矿化在构造应力场内的分布规律和火山岩中铀元素在构造应力作用下的迁移、集散特征。结果表明：铀矿床多分布在剪应力值产生急剧变化的梯度带、应力值偏低一侧的应力“缓冲带”部位，且有从矿床、矿点到异常点，剪应力值逐渐降低的变化趋势。火山岩中的铀元素在构造应力驱动下，向应力梯度减小的方向迁移，并参与了成矿作用。

铀表面Al/Ti复合镀层热应力的有限元分析

对铀表面Al/Ti复合镀层的热应力进行了热弹塑性有限元分析,表明Ti镀层内为压应力,Al镀层内为拉应力,并达到铝的屈服强度,靠近试样侧边,存在边缘效应引起的应力分布不均匀性,离试样侧边2倍镀层厚度处,不均匀性逐渐消失,试样侧边U-Al界面剪切应力大于中部区域。对沉积温度、镀层厚度及镀层力学性能对镀层热应力和塑性应变的研究表明,随着沉积温度升高,镀层内热应力和塑性应变明显增大,减薄Al镀层和增厚Ti镀层可降低镀层内热应力和塑性应变,Al镀层屈服强度及Ti镀层弹性模量对镀层热应力和塑性应变有重要影响。

浙江衢州大洲火山断陷盆地构造应力场特征及其与铀成矿关系

在构造变形研究的基础上,通过野外露头共轭剪节理的产状测量,采用数学统计方法进行分期配套,并结合前人的研究成果,开展了大洲火山断陷盆地古构造应力场及其与铀成矿关系的研究。总结了主要经历的四期构造应力:前晚侏罗世构造期、磨石山期、衢江期、始新世—渐新世构造期,分别讨论了各个期次对铀成矿的控制作用,指出后三个构造期与铀成矿关系密切,即磨石山期构造应力场为成矿准备了储矿空间,衢江期构造应力场为成矿准备了导矿空间,而始新世—渐新世构造期构造应力场对已形成矿体进行了破坏或改造。

水网藻生长及铀对其生长影响的模型构建

研究了水网藻生长条件和生长动力学模型以及铀对其生长影响的模型。结果表明:水网藻生长条件跨度大,在模型温度2.6~38℃,pH值6~10以及光照强度2500~5000 lx范围内的最佳生长条件为温度25℃、pH值9、光照强度不低于3000 lx;水网藻生长符合生长抑制动力学模型,最大干重抑制浓度为621.427 mg/L,最大比生长速率为0.0164 g·g^(-1)·h^(-1),最小代时为42.5 h;Hormesis模型引入米氏(Mitscherlich)因子较好描绘了铀对水网藻胁迫的“低促高抑”现象,阐明了铀的胁迫效应与其对相关酶活性的调节有关。

铀表面铝镀层热应力的有限元分析

对铀表面磁控溅射沉积铝镀层的热应力进行了热弹塑性有限元分析。结果表明：镀层内的热应力较大,达到铝的屈服强度,镀层界面两侧存在明显应力梯度,试样侧边存在由于边缘效应引起的应力分布不均匀性,至侧边约4倍镀层厚度处,应力分布不均匀性逐渐消失；沉积温度升高,界面塑性应变明显增大,镀层弹性模量和泊松比对镀层界面热应力和塑性应变的影响较小,而屈服强度的影响较大,减薄镀层厚度有利于改善镀层界面的热应力和塑性应变。