乏燃料后处理厂核安保事件监测系统总体设计

乏燃料后处理厂的核安保事件关系到居民生命和国家安全。文章将安全系统工程的方法运用到监测系统中,研究安保事件发生后的事件严重程度,建立后处理厂核安保事件的实测系统和演练系统。研究成果为乏燃料后处理厂核安保的应急人员的行动提供依据与参考。

海洋核动力平台核事故应急监测策略研究综述

综述了国外核事故应急监测策略研究进展,以及我国在核应急监测法规标准、应急监测方法、应急辐射环境监测技术等方面的研究现状,从海洋核动力平台的法规标准、应急监测方案、应急辐射监测项目和应急监测方法4个方面进行了探讨,并提出了制定核应急监测政策及标准规范、建立应急监测预案库、加快研发应急采样与监测方法、建立海洋放射性监测体系等建议。

基于灰色网络分析法的海上浮动核电站项目风险评价研究

海上浮动核电站项目建设难度大、周期长,对技术要求高,资金投入要求较大,这就使得建设过程中面临的风险多样且复杂。为了对风险进行定量化分析,文章使用G-ANP(灰色网络分析法)方法对项目进行风险分析与评价。在构建项目建设过程中所面临的风险指标体系后,将灰色网络分析法应用于指标的风险评价,建立海上浮动式核电站建设项目的风险评价模型。最后运用某一具有可行性建设的项目来验证该方法的有效性,发现其关键的风险因素,为制定相关建设项目的风险规避策略提供依据。

核辐射屏蔽材料的研究进展及发展趋势

文章介绍了几种常见射线的特点、产生机理及危害,阐述了现有辐射防护材料的研究进展,分析了现有屏蔽材料的特点与性能,指出了目前屏蔽材料的发展方向,并对未来屏蔽材料的发展趋势进行展望。

基于CAFE模型研究过冷度/形核数对H13钢微观组织的影响

基于CA-FE方法对工业H13钢进行凝固过程数值模拟,建立了宏观温度场、浓度场和微观生长过程耦合的凝固组织模拟模型。以元胞自动机模型为基础,耦合有限元模型,在晶粒尺度上模拟了其凝固过程。应用建立的微观组织模型,研究了过冷度、形核数对凝固组织的影响。结果表明,过冷度处于0.1~5℃,晶区主要是中间等轴晶区为主,柱状晶区占有比极小,且生长趋势受到等轴晶的抑制;当过冷度处于5~7℃,柱状晶生长速度增大,占有比增加,但是中间等轴晶内部组织粗化,形状因子增大,晶粒尺寸和晶粒度偏差表现为先增大,后减小;然而,过冷度达到7~15℃,柱状晶生长受到内部等轴晶的抑制,柱状晶占有优势,且随过冷度增加,晶粒尺寸得到细化;且形核数增加,柱状晶区减小,等轴晶区增大,同时晶粒先增大后减小。

工程机械操作室核辐射防护装置设计

采用了MCNP粒子输运程序建立模型,研究了一些影响工程机械操作室核辐射防护装置屏蔽效果的因素。通过仿真模拟计算、分析了γ辐射源不同形状、不同屏蔽材料、屏蔽材料不同排列顺序、其他成分材料等对防护装置屏蔽效果的影响。研究结果为设计出具备更加优良的核辐射屏蔽能力、综合性能更加完善的工程机械操作室核辐射防护装置提供了一定的技术指导和理论依据,有利于这些工程机械能够更好地保障作业人员健康安全、更高效地完成工作任务。

N/Ti/Al离子注入304不锈钢的耐磨性

目的研究N,Ti,Al离子注入对304不锈钢耐磨性的影响规律,为304不锈钢材料的改良提供参考。方法采用等离子注入技术,在不同剂量下对304不锈钢分别进行N,Ti,Al离子注入,对离子注入后的试样进行表面微观形貌观测、表面硬度测试、摩擦磨损性能测试,并与304不锈钢基材进行对比。结果 304不锈钢经3种离子注入后,均能获得平整、致密,没有裂纹,具有一定光洁度的表面组织,但是注入剂量增大会引起表面起泡现象,形成多孔形貌,光洁度降低。此外,3种离子注入均能提高304不锈钢的表面硬度,且高剂量注入试样的硬度比低剂量注入试样更高,相较而言,N离子注入使表面硬度的提高更明显。相比未注入基材,注N与注Ti表面层的摩擦系数均变小,注Al表面层的摩擦系数反而变大,但磨损量都明显降低。高剂量注N、注Al试样的耐磨性均高于低剂量注入试样,而高剂量注Ti试样的耐磨性低于低剂量注入试样,但仍好于注N、注Al试样。结论在相同实验条件与注入工艺下,N离子注入对表面硬度提高最显著(剂量为5.0×1017ions/cm2),约提高41%;Ti离子注入对耐磨性提高最显著(剂量为3.0×1017ions/cm2),约提高6倍。

新型Fe-W合金应力框铸造应力模拟及变形分析

利用铸造模拟软件Pro CAST对新型Fe-W合金应力框件在3种不同浇注温度、浇注速度和砂型预热温度下进行了铸造应力场模拟,得到铸件的应力分布情况,并对模拟结果进行了分析。分析了铸件位移最大节点处的位移随浇注温度、砂型预热温度和浇注速度的变化。设计L9（34）正交试验对铸件残余应力、位移和砂型预热温度、浇注速度、浇注温度的关系进行了探讨,并分别采用单因素分析法和极差分析法对模拟结果进行了分析,结果表明:砂型预热温度对残余应力和变形影响较大,砂型预热温度越高,铸件残余应力越小,变形越小;浇注温度对残余应力影响次之,对变形的影响最小,浇注温度越高残余应力越大,变形越大;浇注速度对残余应力影响最小,对变形的影响次之,浇注速度越大,残余应力越小,变形越小;浇注速度为0.6 m/s,浇注温度为1 560℃、砂型预热温度为600℃时,铸件产生的残余应力较小,浇注速度为0.7 m/s,浇注温度为1 560℃、砂型预热温度为600℃时铸件产生的位移、变形较小,可指导实际生产。

离子注入304不锈钢表面耐腐蚀性的研究

采用先进的等离子注入技术,对304不锈钢分别进行N、Ti、Al离子注入,对比研究了304不锈钢注入不同种离子后的表面耐腐蚀性。研究了离子注入后各试样的表面微观形貌、物相成分和电化学腐蚀性。结果表明:离子注入304不锈钢的表面组织平整、致密。但随着注入剂量的增大,表面光洁度降低,形成多孔形貌;适量的离子注入剂量可获得非晶态注入层,形成单相过饱和固溶体,提高不锈钢的耐腐蚀性;相较两种注入剂量,剂量为5×10^(17)ions/cm^2的各离子注入试样,耐腐蚀性提高;而相同剂量的各离子注入试样,Ti离子注入的效果最好,相比304不锈钢基材,耐腐蚀性能约提高了72%(剂量为5×10^(17) ions/cm^2),其次是注入N,耐腐蚀性约提高了59%(剂量为5×10^(17)ions/cm^2)。

高密度W-Ni-Fe合金制备与应用研究进展

高密度W-Ni-Fe合金具有强度高、塑性好、抗冲击韧性和穿透能力强、耐腐蚀性和抗高温氧化性能好等综合力学性能,广泛应用于现代军工工业和民用工业领域.本文从高密度W-Ni-Fe合金制备和应用的角度,论述了制粉、成形、烧结、热处理、形变强化等制备工艺对高密度W-Ni-Fe合金综合力学性能的影响,同时也对高密度WNi-Fe合金在核工业、航天工业等工业的应用进展进行了探讨,为高密度W-Ni-Fe合金的制备和应用研究提供相关数据参考.

基于模糊FMEA法的乏燃料剪切机剪切装置风险评估

为了有效控制乏燃料后处理立式送料剪切机剪切装置在运行过程中的风险,采用基于模糊理论的故障模式及影响分析(FMEA)对剪切装置的故障模式进行风险评价。首先将风险优先指数(RPN)的3个评价指标视为模糊变量并模糊化,接着采用专家打分的方式对各故障模式进行模糊评价,采用重心法解模糊化,计算得出各故障模式的模糊风险优先指数(FRPN),从而确定机械设备中各故障模式的风险控制顺序。利用模糊FMEA法对乏燃料立式送料剪切机剪切装置的故障模式进行了风险评估,结果表明,吊篮焊接件裂纹、主刀体破损、刀具退刀固定档板变形为风险较大的故障模式,分析结果与工程实际较吻合。

基于MCNP安全作业舱辐射屏蔽特性研究

采用蒙特卡罗软件MCNP5程序建立挖掘机安全作业舱及内部驾驶人员实验模型,研究在辐射源(钴-60)类型不同和源距不同的情况下,不同材料及不同结构的安全作业舱屏蔽γ射线的能力.分析讨论人体各部位剂量率值以评价安全作业舱的屏蔽效果,并依据电离辐射防护与辐射源安全基本标准(GB18871—2002)规定的工作人员的照射水平应低于0.01 m Sv/h的剂量限值,确定安全作业舱结构的设计方案.此次研究为挖掘机驾驶舱屏蔽设计提供必要的研究数据和设计依据,使驾驶舱在野外高放射环境下能够有效地屏蔽γ射线,保护驾驶人员的辐射屏蔽安全.

H13表面TiAlN/CrAlN复合涂层的摩擦磨损性能研究

采用真空电弧离子镀工艺在H13钢表面制备Ti Al N/Cr Al N复合涂层,利用划痕试验仪、盘式摩擦磨损试验机、金相显微镜和努氏硬度计分析Ti Al N/Cr Al N膜层的结合力和摩擦学性能,金相组织形貌和试样表面的显微硬度。结果表明,Ti Al N/Cr Al N复合薄膜表面组织分布均匀,结合致密,涂层与基体间的结合力是影响涂层承载能力的主要因素之一,Ti Al N复合涂层的摩擦性能优于H13基体和Cr Al N复合涂层的摩擦性能,Ti Al N/Cr Al N复合涂层的结合力分别为35 N和24 N,沉积有Ti Al N涂层试样表面摩擦系数最小,减摩效果最好,耐磨性能优越,并能有效地抵抗摩擦磨损。

预处理和溅射工艺参数对锆合金表面TiN涂层膜/基结合强度的影响

为获得高结合强度锆合金表面涂层的制备技术,采用磁控溅射法制备了TiN涂层、划痕法测试了膜/基结合强度,研究了基体预处理表面粗糙度、溅射功率、基体加热温度和基体偏压对锆合金表面TiN涂层膜/基结合强度的影响。实验制备的TiN涂层厚度在5~15μm范围内、基体预处理表面粗糙度在(0.20±0.03)μm范围内时,溅射功率为500W及基体加热至300℃时涂层均有较好的结合强度。基体偏压为-100V时涂层在所讨论的4种基体偏压中具有最好的结合强度。结果表明,溅射工艺参数对涂层膜/基结合强度有显著影响,其中影响显著性从大到小依次为基体加热温度、基体偏压、溅射功率、基体预处理表面粗糙度。

基于粒子群算法的工业机器人多目标最优轨迹规划

轨迹规划是机器人运动控制的基础,考虑以时间、能耗和脉动三方面为多目标最优,对工业机器人AUBO-i10的轨迹规划问题进行研究。基于D-H法建立机器人正运动学方程,并仿真验证正运动学方程的正确性,同时利用蒙特卡洛法对机器人工作空间仿真分析。针对运行时间、能量消耗和轨迹脉动多目标综合最优问题,根据五次多项式插值方法,在保证运动学约束下,提出多目标粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)对机械臂轨迹规划进行优化,并进行仿真分析。仿真结果表明,提出的五次多项式插值方法在准确地构造平滑轨迹的同时,又能通过粒子群算法完成运动学约束下的多目标优化,得到理想的Pareto分布。最后,构造目标函数,获得符合要求的优化轨迹,解决了运行时间过长,能量消耗过多和脉动冲击过大的问题,从而保证机器人高效运动。

Fe-W合金屏蔽件的铸造数值模拟分析

采用Jmatpro软件计算了Fe-W合金的热物性参数和合金相图,并对合金相图,进行了分析,确定了浇注温度。采用ProCAST有限元分析软件对Fe-W合金屏蔽件砂型铸造过程进行了数值模拟。根据模拟结果,分析了铸件充型凝固过程的温度场和速度场,并预测出缩松缩孔缺陷的区域。采取增设冷铁、调节相关参数等措施后,成功的将缺陷位置转移到冒口,保证了铸件的质量。

锆合金表面耐事故涂层研究进展

锆合金表面涂层是核电耐事故燃料研究的一个重要技术途径。本文综述了福岛事故后锆合金包壳外表面耐事故涂层的研究进展,依据涂层制备中的涂层材料、制备工艺、涂层性能表征等关键问题逐次展开。首先介绍用于核电锆合金表面的涂层材料,主要包括金属涂层、陶瓷类涂层、合金涂层和多层复合涂层。其次,介绍用于锆合金表面耐事故涂层的制备工艺,主要包括冷喷涂、离子镀、磁控溅射和其他种类的制备工艺。最后,介绍锆合金表面耐事故涂层性能表征方法以及涂层材料和制备工艺对涂层性能影响的研究工作,涂层性能包括涂层表面完整性和关键堆外性能两个方面。本研究进展可为进一步研究与开发锆合金表面耐事故涂层提供重要参考。

新型硼铸钢屏蔽板砂型铸造过程的数值模拟

运用材料性能模拟软件Jmatpro对一新型硼铸钢的合金相图和热物性参数进行计算,通过分析相图确定了铸造初始温度。根据板块的材质、结构及用途,确定了重力浇注＋加热冒口的工艺,建立了凝固过程的几何模型及有限元模型。运用有限元模拟软件Pro CAST对铸造过程的温度场、速度场进行了模拟仿真。通过分析z=0平面不同时刻温度云图发现,铸件整体由下向上逐层凝固,满足顺序凝固原则,消除了缩松、缩孔缺陷;通过比较6个关键点的温度曲线发现,铸件内部关键点也满足顺序凝固原则,冒口起到很好的保温及补缩作用。通过分析充型过程不同时刻速度云图发现,充型平缓,没有出现浇不足、冷隔现象。模拟结果表明铸造工艺设计合理,可以为实际生产提供指导。

沉积温度对直流磁控溅射TiN薄膜结构和表面形貌的影响

利用直流磁控溅射技术,在锆合金基体表面上研究不同基体温度对沉积TiN薄膜的影响.分别采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜(SEM)对TiN薄膜结构、表面形貌和截面形貌进行了研究.研究结果表明:TiN薄膜在不同沉积温度下晶格取向是不同的;200℃时,TiN为随机取向;300℃时,TiN薄膜以(111)为择优取向;400℃时,薄膜晶化质量不断提高,最后逐渐趋于稳定.300℃时,薄膜的致密性与均匀性较好,表面无明显缺陷.

烧结温度对W-B_(4)C/Al屏蔽复合材料组织和性能的影响

采用高能球磨-压制成形-真空烧结工艺制备了10W-30B_(4)C/60Al复合屏蔽材料。研究了烧结温度对其微观组织、物理性能及屏蔽性能的影响。结果表明,当烧结温度为530~630℃时,复合材料颗粒之间的均匀度、密度及致密度均随烧结温度的升高先上升后下降,而孔隙率则先降低后升高,提高烧结温度还可以改善复合材料的中子与γ射线屏蔽性能,但当烧结温度达到一定值后,其屏蔽性能随烧结温度的升高会下降。当烧结温度为600℃时,其复合性能最优,组织均匀致密,密度和致密度达到最大值,分别为1.836 g/cm^(3)和62.3%,衰减系数也达到了最大值0.121。