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Thermal Conductivity Measurement of Zr-ZrO<sub>2</sub>Simulated Inert Matrix Nuclear Fuel Pellet
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作者 Dong-Joo Kim Young Woo Rhee +3 位作者 Jong Hun Kim Jang Soo Oh Keon Sik Kim Jae Ho Yang 《World Journal of Nuclear Science and Technology》 2013年第2期46-50,共5页
For an evaluation of a thermal conductivity of Zr + 30 vol% ZrO2 simulated inert matrix nuclear fuel pellet, a simulated fuel pellet was fabricated using a hot-pressing method at 800°C in a vacuum and at a 20 MPa... For an evaluation of a thermal conductivity of Zr + 30 vol% ZrO2 simulated inert matrix nuclear fuel pellet, a simulated fuel pellet was fabricated using a hot-pressing method at 800°C in a vacuum and at a 20 MPa load. And several thermophysical properties of the simulated inert matrix fuel pellet were measured and calculated. The thermal diffusivity and linear thermal expansion as a function of temperature of the simulated fuel pellet were measured using a laser flash method and a dilatometry, respectively. Finally, based on the experimental data, the thermal conductivity of the simulated inert matrix fuel pellet was calculated and evaluated. 展开更多
关键词 inert matrix Nuclear fuel Dispersion fuel THERMAL Conductivity THERMAL Expansion Specific Heat
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MA以IMF燃料靶组件形式在大型钠冷快堆中的非均匀嬗变研究 被引量:1
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作者 胡赟 徐銤 王侃 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2010年第4期289-295,共7页
针对次量锕系核素(MA)的嬗变问题,以中国示范快堆(CDFR)为基本堆芯,研究了MA以靶组件形式在大型钠冷快堆中非均匀嬗变的问题。为增加嬗变的效果,靶组件的燃料选择了不含铀的惰性基体燃料(IMF)。结果表明:少量IMF燃料靶组件的插入对堆芯... 针对次量锕系核素(MA)的嬗变问题,以中国示范快堆(CDFR)为基本堆芯,研究了MA以靶组件形式在大型钠冷快堆中非均匀嬗变的问题。为增加嬗变的效果,靶组件的燃料选择了不含铀的惰性基体燃料(IMF)。结果表明:少量IMF燃料靶组件的插入对堆芯会产生一定的影响,主要是钠空泡反应性正反馈增强较明显,同时与MA均匀嬗变不同的是堆芯功率峰因子有所增加,其他参数影响相对较小;IMF燃料靶组件中MA的嬗变效果较好,尤其是MA焚毁效率比燃料均匀添加MA时增加了约1/3,IMF燃料中由MA转变的238Pu的次级裂变对MA的焚毁贡献显著增加。在大型钠冷快堆中使用含MA靶组件进行非均匀嬗变时,需要合理选择靶组件的数量和布置位置,以便实现在MA高效嬗变的同时对堆芯性能不会产生非常显著的影响。 展开更多
关键词 次量锕系核素(MA) 惰性基体燃料(imf) 非均匀嬗变 钠冷快堆
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IMF燃耗特性与次锕系核素产量分析 被引量:1
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作者 武祥 于涛 +3 位作者 谢金森 李志峰 刘紫静 陈昊威 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1417-1423,共7页
在轻水堆中采用惰性基质燃料(IMF)能有效地从源头上降低乏燃料中次锕系核素(MA)的含量。为了研究IMF的燃耗特性,选取两种典型IMF方案PuO2+ZrO2+MgO和PuO2+ThO2,开展不同PuO2含量下IMF燃耗反应性计算,并与UO2燃料以及MOX燃料进行... 在轻水堆中采用惰性基质燃料(IMF)能有效地从源头上降低乏燃料中次锕系核素(MA)的含量。为了研究IMF的燃耗特性,选取两种典型IMF方案PuO2+ZrO2+MgO和PuO2+ThO2,开展不同PuO2含量下IMF燃耗反应性计算,并与UO2燃料以及MOX燃料进行比较分析。结果表明:在总燃耗时间为1 095d情况下,两种IMF方案中PuO2体积分数为2%~10%时,其寿期末kinf均大于1,但PuO2+ZrO2+MgO方案的燃耗反应性波动大于PuO2+ThO2方案,PuO2+ThO2方案燃料寿期末MA的含量明显小于前者;在同一等效重金属质量分数下,MOX、UO2燃料寿期末MA的含量均大于两种IMF。 展开更多
关键词 惰性基质燃料 UO2燃料 MOX燃料 燃耗特性 次锕系核素
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外胶凝法制备Th_(x)Zr_(1-x)O_(2)惰性基质燃料胶凝行为及微结构研究
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作者 黄鹤 王鹏 +4 位作者 严超 于小河 曹长青 林俊 朱智勇 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期93-100,共8页
惰性基质燃料(Inert Matrix Fuel,IMF)可有效转化钚和长寿命次锕系核素,可以防止核武器扩散和提高乏燃料管理能力,是近年来的一个研究热点。溶胶凝胶法具有产品元素分布均匀、湿法操作流程不易产生放射性粉尘等优点,因此,在研究中被用... 惰性基质燃料(Inert Matrix Fuel,IMF)可有效转化钚和长寿命次锕系核素,可以防止核武器扩散和提高乏燃料管理能力,是近年来的一个研究热点。溶胶凝胶法具有产品元素分布均匀、湿法操作流程不易产生放射性粉尘等优点,因此,在研究中被用于制备锆基IMF。采用外胶凝工艺制备Th_(x)Zr_(1-x)O_(2)惰性基质燃料,以溶黏度为主要的胶凝指征,研究了不同金属离子浓度、不同温度下溶胶黏度随c(NH_(4)^(+))/c(NO_(3)^(-))的变化规律,归纳了不同工艺参数条件下的溶胶胶凝行为类型,绘制了胶凝化场图,可为成功制备相应的凝胶湿球提供量化依据。采用X射线衍射(X-ray Diffraction,XRD)研究了经过不同温度热处理之后的核芯结构,结果表明:经过1350℃烧结退火后的微球生成了两相金属氧化物相,ZrO2在氧化钍基底中未生成固溶体,X射线成像结果表明,微球具有良好的球形度且内部没有裂纹。扫描式电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)和能量弥散X射线谱(Energy Dispersive Spectrometer,EDS)结果表明,微球内部孔洞致密且元素分布达到分子级均匀。 展开更多
关键词 钍基 惰性基质燃料 胶凝行为 微结构 外胶凝 混合氧化物燃料
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惰性基质燃料元件Doppler系数分析 被引量:1
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作者 于涛 谢金森 +3 位作者 李志峰 刘紫静 左国平 李小华 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1067-1071,共5页
本文采用中子输运程序MCNP,基于ENDF/B-Ⅶ.1核数据库,对几种典型惰性基质燃料(IMF)的Doppler系数进行了计算,并通过理论分析给出了各核素对Doppler系数贡献的表达式。结果表明:在相同惰性基质条件下,武器级Pu燃料的Doppler系数的绝对值... 本文采用中子输运程序MCNP,基于ENDF/B-Ⅶ.1核数据库,对几种典型惰性基质燃料(IMF)的Doppler系数进行了计算,并通过理论分析给出了各核素对Doppler系数贡献的表达式。结果表明:在相同惰性基质条件下,武器级Pu燃料的Doppler系数的绝对值小于反应堆级Pu燃料的;在惰性基质中添加232 Th可使Doppler系数更负,且可使IMF获得与低浓UO2燃料相近的Doppler系数;硼可燃毒物对Doppler系数的贡献为正效应,而铒可燃毒物则可进一步增强负Doppler系数,有利于反应堆的固有安全性。 展开更多
关键词 惰性基质燃料 Doppler系数 蒙特卡罗模拟
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基于惰性基质燃料PWR嬗变技术研究 被引量:1
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作者 于涛 谢金森 +5 位作者 刘紫静 武祥 陈珍平 谢芹 曾文杰 赵鹏程 《中国核电》 2017年第2期178-187,共10页
核废物尤其是高放废物的安全处置是影响核能可持续发展的核心问题之一。分离嬗变(P&T)策略可有效降低高放废物的毒性,高效嬗变装置是P&T策略不可或缺的关键技术。本文简要介绍了加速器驱动次临界系统(ADS)、快堆、热堆等次锕系... 核废物尤其是高放废物的安全处置是影响核能可持续发展的核心问题之一。分离嬗变(P&T)策略可有效降低高放废物的毒性,高效嬗变装置是P&T策略不可或缺的关键技术。本文简要介绍了加速器驱动次临界系统(ADS)、快堆、热堆等次锕系核素和长寿命裂变产物嬗变原理及其特点。重点阐述了惰性基质燃料(IMF)联合快中子源(FNZ)区嬗变MA方法。计算分析表明:采用该方法获得了较好的嬗变效率和堆芯温度系数,可从源头上降低自身产生的高毒性TRU,又能嬗变累存的MA。 展开更多
关键词 惰性基质燃料 次锕系核素(MA) 嬗变
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次锕系核素对惰性基质燃料中子学参数的影响研究
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作者 于涛 陈昊威 +1 位作者 谢金森 武祥 《南华大学学报(自然科学版)》 2015年第2期1-5,共5页
惰性基质燃料(Inert Matrix Fuel)具有较好的超铀核素销毁能力,是现在广泛研究的新型核燃料之一.为了加速乏燃料中的Pu同位素和次锕系核素MA的销毁及嬗变,本文选取普通PWR栅格作为研究对象,用MC方法比较研究MA加入IMF燃料后对其中子学... 惰性基质燃料(Inert Matrix Fuel)具有较好的超铀核素销毁能力,是现在广泛研究的新型核燃料之一.为了加速乏燃料中的Pu同位素和次锕系核素MA的销毁及嬗变,本文选取普通PWR栅格作为研究对象,用MC方法比较研究MA加入IMF燃料后对其中子学参数的影响.研究表明,MA的加入会引起堆芯反应性的下降,并在一定程度上使得IMF燃料温度系数和慢化剂温度系数更负. 展开更多
关键词 次锕系核素(MA) 惰性基质燃料(imf) 中子学特性
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基于有限元方法的惰性基弥散燃料传热性能研究 被引量:2
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作者 卢志威 张永栋 +2 位作者 李雷 刘彤 薛佳祥 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第9期88-94,共7页
惰性基弥散燃料芯块(Inert Matrix Dispersion Pellet,IMDP)以高温气冷堆燃料技术为基础,采用惰性材料作为三重各向同性型(Tristructural Isotropic,TRISO)燃料颗粒的弥散基体,相比传统的UO2燃料,其最典型特征是具备高热导率。采用通用... 惰性基弥散燃料芯块(Inert Matrix Dispersion Pellet,IMDP)以高温气冷堆燃料技术为基础,采用惰性材料作为三重各向同性型(Tristructural Isotropic,TRISO)燃料颗粒的弥散基体,相比传统的UO2燃料,其最典型特征是具备高热导率。采用通用有限元软件ABAQUS,结合其二次开发功能,建立有限元计算模型,研究了温度、燃耗以及燃料颗粒与惰性基体间热阻对IMDP燃料有效热导率影响规律,并与UO2陶瓷燃料进行对比。结果表明:IMDP有效热导率随燃耗及温度的增加而减小,且在不同寿期及不同温度下,IMDP有效热导率均明显高于UO2热导率;反应堆正常运行工况下,相比UO2芯块,IMDP较高的热导率会使芯块中心温度显著降低;此外,燃料颗粒与惰性基体间热阻在0~4×10^(-4) m^2·oC·W^(-1)范围内对IMDP的有效热导率影响程度最为敏感。 展开更多
关键词 事故容错 惰性基 核燃料 传热
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弥散核燃料燃烧演化过程中的关键力学问题 被引量:4
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作者 丁淑蓉 龚辛 +3 位作者 赵云妹 崔羿 霍永忠 魏洪杨 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2018年第1期1-21,共21页
为了实现核能的可持续发展,需要研发第四代先进核能系统,其同时具有高安全性、高经济性、核废料最小化和防核扩散的特点.加速器驱动的次临界系统(Accelerator-Driven Subcritical System,简称ADS)是具有上述特点的一种先进核能系统,弥... 为了实现核能的可持续发展,需要研发第四代先进核能系统,其同时具有高安全性、高经济性、核废料最小化和防核扩散的特点.加速器驱动的次临界系统(Accelerator-Driven Subcritical System,简称ADS)是具有上述特点的一种先进核能系统,弥散核燃料在其中具有良好的应用前景.弥散核燃料是一种非均质核燃料,在结构上类似于颗粒复合材料,也称为惰性基体燃料.本文主要针对ADS用弥散核燃料,给出其在反应堆高温、高压和辐照环境中的关键力学问题,阐述其所具有的多尺度和多场耦合特征,介绍其在理论建模和数值求解等方面的相关研究进展,并提出研究展望. 展开更多
关键词 弥散(非均质)核燃料 惰性基体燃料 颗粒复合材料 辐照效应 本构方程 多尺度和多场耦合
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离散分布对惰性基弥散燃料传热的影响研究
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作者 卢志威 杨振亮 +3 位作者 马赵丹丹 温建 李雷 刘马林 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期682-688,共7页
惰性基弥散燃料芯块(inert matrix dispersion pellet,简称IMDP)相比传统的UO_2燃料热导率显著提升。目前已经完成模拟IMDP的制备工艺摸索,制备获得的模拟IMDP性能良好。结合制备工艺优化需求,研究TRISO颗粒分布形式及其离散化对IMDP燃... 惰性基弥散燃料芯块(inert matrix dispersion pellet,简称IMDP)相比传统的UO_2燃料热导率显著提升。目前已经完成模拟IMDP的制备工艺摸索,制备获得的模拟IMDP性能良好。结合制备工艺优化需求,研究TRISO颗粒分布形式及其离散化对IMDP燃料传热性能的影响。结果表明:稳态运行工况下,IMDP的峰值温度显著低于UO_(2)芯块;采用均匀化假设的有效热导率计算IMDP温度分布时,需额外考虑TRISO颗粒离散化造成的惩罚;TRISO颗粒封装百分比一定时,其离散分布形式对IMDP芯块的有效热导率没有影响,但会影响芯块的峰值温度。 展开更多
关键词 事故容错 惰性基 核燃料 传热
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压水堆环境下惰性基质燃料物理参数研究 被引量:2
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作者 于涛 谢金森 +4 位作者 李志峰 刘紫静 左国平 何丽华 李小华 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期1-3,共3页
为研究惰性基质燃料(IMF)在压水堆(PWR)中应用的可行性,计算比较了PuO2+ZrO2+MgO和PuO2+ThO2 2种典型IMF的栅格无限增殖系数kinf、燃料温度系数Dc和慢化剂温度系数MTC随燃料中PuO2体积分数的变化规律,得到满足Dc、MTC为负的要求下IMF成... 为研究惰性基质燃料(IMF)在压水堆(PWR)中应用的可行性,计算比较了PuO2+ZrO2+MgO和PuO2+ThO2 2种典型IMF的栅格无限增殖系数kinf、燃料温度系数Dc和慢化剂温度系数MTC随燃料中PuO2体积分数的变化规律,得到满足Dc、MTC为负的要求下IMF成分的初步可行区间。 展开更多
关键词 惰性基质燃料(imf) 燃料温度系数 慢化剂温度系数 可行区间
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