环保型钆硼柔性热中子吸收材料特性研究

本文以聚苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(SEBS)为基体、以Gd_(2)O_(3)、B_(4)C为功能填料,研制了一种柔性热中子吸收材料。SEM测试结果表明,不同含量的材料中Gd_(2)O_(3)和B_(4)C微米颗粒分布相对均匀;XRD和FT-IR测试结果表明,Gd_(2)O_(3)、B_(4)C与基体SEBS未发生化学反应,属于物理性混合。通过实验和蒙特卡罗模拟进行热中子屏蔽性能验证,对照组材料的实验透射率为31.97%~35.35%,实验组材料的实验和模拟透射率分别为32.11%~36.54%和26.26%~31.31%。对实验组进行了热中子面透射率均匀性测试,结果表明,(10%Gd_(2)O_(3)+40%B_(4)C)/SEBS和(30%Gd_(2)O_(3)+40%B_(4)C)/SEBS材料的平均透射率分别为34.34%和31.60%,所有采样点的绝对偏差在±0.5%以内,标准差为0.33%和0.26%,离散系数为0.0096和0.0082。该柔性材料有效弥补了传统刚性射线屏蔽材料的不足,在核设施异形复杂结构表面包覆防护和可穿戴辐射防护服领域具有潜在应用价值。

中子毒物硼和钆在乏燃料后处理中的应用及合金相图研究

随着我国核电站在建及运行的反应堆日渐增多,乏燃料的产生、运输和储存成为核工业面临的严峻难题。对卸载出的巨量核废乏燃料,采用闭环处理循环利用,比传统深埋更加环保和安全。采用添加中子毒物的核结构材料制造相关设备和仪器,可以保障乏燃料后处理过程的运行安全。基于核工业应用要求,针对乏燃料后处理常用的316L不锈钢、Ti35、Zr等材料添加B或者Gd的相图展开调研,结果显示B和Gd可明显提高结构材料的中子吸收效果,但B和Gd的化学性质与过渡族金属Fe,Ti,Zr等相差甚远,除α-Zr最多固溶2.8%Gd(原子数分数)以外,B和Gd均不能大量固溶于常规金属合金体系中,强制添加势必对合金力学性能或耐蚀性能带来巨大危害。可采用团簇模型的合金设计理念,通过含B和Gd化合物相均匀析出或者复合的制造工艺以及Zr-Gd、Ti-Gd体系的多元合金化,引入互溶的中间相,增加难以固溶的元素的固溶度,以此解决中子毒物B和Gd在乏燃料后处理中的应用瓶颈。

测-渗-测中子寿命测井在大庆油田的应用

测 -渗 -测中子寿命测井通过注硼或钆溶液将井筒内液体替换后 ,在一定的压力下硼或钆溶液渗透到地层内部 ,增大地层可动水的热中子宏观俘获截面 ,测量井筒内液体替换前后地层宏观俘获截面的变化而达到评价地层剩余油饱和度的目的。测 -渗 -测中子寿命测井施工工艺是该测井方法确定高含水层位和窜槽层位的重要方面 ,施工工艺主要包括替换液体的施工压力、测井时间 ,其中施工压力是获得真实可靠测井资料的关键因素。对施工过程中压力因素的影响进行了分析 ,并介绍了该测井方法在大庆油田的应用效果。

GdB_6对热压烧结B_4C材料性能的影响

对热压烧结法制备的B4C-GdB6材料进行了性能测试.结果表明:在GdB6添加量为2%～8%的范围内,随其添加量的增加,B4C-GdB6材料的硬度增加,比单一B4C材料增加了78%;抗弯强度降低;断裂韧性先减小后增大,但变化不大.B4C-GdB6材料的断口扫描电镜分析发现,GdB6的加入改变了单一B4C材料的烧结状态,随添加量的增加,B4C晶粒显著增大,晶粒间排列致密,使孔隙逐渐消失.

用Gd_2O_3和B_4C制备GdB_6过程中的化学反应

研究了Gd2O3与B4C在碳管炉中，Ar气氛下制备GdB6过程中的化学反应．XRD和TG-DTA实验研究结果表明：在367～458℃期间，主要是样品中残留的杂质C和O2发生反应；800～1200℃时，Gd2O3与B4C生成GdBO3，GdBC和B；并同时存在GdBO3，GdBC与B4C生成GdB4；Gd2O3与B4C生成GdB6．随温度升高，GdB4生成反应速度加快．1470℃时，GdB4和B反应生成GdB6，GdB6的生成率随反应时间延长而增加，6h时生成率达到了97．8％．

Phase Constitution in Mixed Gd_2O_3 and B_4C by Sintering at High Temperature

The phase constitution in mixed Gd2O3 and B4C by sintering in graphite tube furnace at the temperature of 100～1489 ℃ in argon atmosphere was studied by means of XRD and TG-DTA. The results show that the impurity C reacts with O in the B4C at the temperature of 367～458 ℃. When the temperature is 800 ℃, Gd2O3 reacts with B4C, and the reaction products include GdB6, GdB4, GdBO3, GdBC and B. GdBC changes into GdB4 at 1200 ℃. When the temperature is 1470 ℃, GdB6 is obtained by the reaction of GdB4 with elemental B. The content of GdB6 is increasing with the prolonging time.