压水堆完整和破损燃料棒燃料包壳化学相互作用层拉曼特征分析

为研究压水堆完整和破损燃料棒燃料包壳化学相互作用(FCCI)层物相结构组成及影响因素，通过拉曼光谱对燃耗为45 GW·d/tU和41 GW·d/tU的完整和破损燃料棒FCCI层进行了研究分析。结果表明：完整燃料棒形成了周向厚度为14～19μm的FCCI层，主要由两个不同相结构区域组成，分别为靠近包壳界面的单斜和四方相氧化锆混合区域及靠近燃料芯块的四方相区域，在包壳界面附近约7μm范围内，观察到明显的705 cm^-1特征峰，该峰的形成源于界面压应力和辐照缺陷的共同作用；破损燃料棒形成了周向厚度为37～61μm的FCCI层，主要由两个不同形貌和相结构区域组成，即靠近包壳界面附近具有多孔、裂纹特征的单斜相氧化锆区域以及靠近燃料芯块的非晶结构区域。对FCCI层相结构的分布及转变影响因素进行了分析讨论，完整燃料棒FCCI层中四方相氧化锆的稳定与界面压应力、中子辐照缺陷和裂变产物作用有关，破损燃料棒FCCI层中单斜相氧化锆的存在则主要来源于应力的弛豫和氧的正常化学计量比。     

冬季SEC泵备用状态下积气形成机理的理论与模拟实验研究

某北方核电厂重要海水系统的海水泵(SEC泵),在冬季备用状态下发生积气而无法启动,针对该现象,开展了静态条件下低温海水受环境加热析气特性的理论研究;建立了模拟实验系统,研究SEC泵的泵腔积气形成过程、海潮涨落下泵腔积气的演化特征、不同排气管倾角下气液两相流特征;在此基础上,分析了现场条件、排气系统缺陷等导致泵腔积气的机理,提出了SEC泵排气系统改造方案。研究结果表明,环境温度、海水的初始温度对海水中溶解氧总析出速率和氧气析出总量影响较大、盐度对海水中溶解氧总析出速率影响较小;SEC泵的泵腔积气形成过程具有明显的阶段性特征;在某核电厂重要厂用海水系统的布置方式下,SEC泵区域海水的赋存量、SEC泵运行状态切换周期及运行环境等因素,均有利于冬季SEC泵备用期间海水溶解气体的大量析出;海潮的涨落,均有助于积气的排放;排气管倾角对气液两相流动特征有显著影响,该排气系统存在的设计缺陷,导致海水析出气体在泵腔区域的积聚而形成体积可观的气腔。基于上述研究结论,提出的排气系统改造方案并在4台机组上应用,成功解决了该核电厂冬季备用期间SEC泵积气无法启动而可能丧失核岛热阱的风险。     

应力作用对电涡流法测试碳纤维复合材料位移的影响机理

电涡流法是测试碳纤维复合材料（CFRP, carbon fiber reinforced composite）位移的常用技术。CFRP通常工作在较高应力水平，本研究针对应力作用下电涡流法测试CFRP位移开展了理论与实验研究。建立了应力作用下电涡流传感器测试CFRP位移的理论模型，分析了应力对该测试方法的影响规律。建立了原理性实验测试装置，测试了不同应力水平下电涡流法测试CFRP位移的传感器“输入-输出”曲线，获得了应力水平对传感器灵敏度的影响规律。通过理论与实验结果综合比较分析，证实了理论模型的有效性，并分析了应力对该测试方法的影响机理。     

微晶玻璃的中子衍射研究

应用中子衍射方法和Rietveld法全谱图拟合,研究了微晶玻璃在缓冷和急冷两种热处理条件下微结构和内应力的变化.与缓冷处理相比,急冷处理使析出的β硅灰石晶体的晶胞沿着3个晶轴方向进一步拉伸,晶体受到残余非晶相的拉应力作用更大,但原子位置无序相对要小,过高的局部应力导致了应力集中区内微裂纹的出现.急冷处理样品在高角度处的非晶峰强度远高于缓冷处理样品,表明急冷处理样品中残余玻璃相的比例更高.中子衍射获得的应变值与X射线衍射结果有显著差别,显示材料体内应力和表面应力有很大不同.中子衍射是测定大块微晶玻璃试样的平均残余应变和研究其复杂的两相共存结构的一种可行方法.     

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应用中子衍射方法和Rietveld法全谱图拟合，研究了微晶玻璃在缓冷和急冷两种热处理条件下微结构和内应力的变化。与缓冷处理相比，急冷处理使析出的β硅灰石晶体的晶胞沿着3个晶轴方向进一步拉伸，晶体受到残余非晶相的拉应力作用更大，但原子位置无序相对要小，过高的局部应力导致了应力集中区内微裂纹的出现。急冷处理样品在高角度处的非晶峰强度远高于缓冷处理样品，表明急冷处理样品中残余玻璃相的比例更高。中子衍射获得的应变值与X射线衍射结果有显著差别，显示材料体内应力和表面应力有很大不同。中子衍射是测定大块微晶玻璃试样的平均残余应变和研究其复杂的两相共存结构的一种可行方法。     

秦山一期核电厂乏燃料棒包壳外表面氧化膜内应力研究

锆合金在压水堆中常用作包壳材料,而包壳的腐蚀限制了燃料的堆内使用寿命。为了增加核燃料的燃耗,有必要研究包壳的腐蚀过程。以秦山一期核电厂乏燃料棒为研究对象,对包壳外表面氧化膜的内应力和物相组成进行分析,对径向氧化膜显微形貌进行观察。结果表明,氧化膜中存在压应力,从燃料棒底端到顶端,应力逐渐减小,当降低到最低值时,应力逐渐稳定下来,最后在气腔处又突然增加;压应力对稳定四方相有着非常重要的作用,随着氧化层中裂纹与孔洞的发展,应力得到释放,氧化膜的物相逐渐转变为单斜相。     

锆合金的碘致应力腐蚀开裂研究(英文)

研究了不同热处理状态的Zr-2和Zr-4合金在不同浓度的碘介质及实验温度下的应力腐蚀开裂(SCC)行为。并对不同织构取向的试样在350℃下进行了蠕变实验,蠕变实验的载荷值选择与SCC实验相对应的一系列典型载荷。用扫描电子显微镜观察了断口特征,用透射电子显微镜和光学显微镜检查了材料的显微组织,用X-光衍射仪测定了锆合金的织构,分析讨论了材料状态、实验温度、碘浓度以及蠕变对锆合金碘致应力腐蚀行为的影响。     

110mAg在海洋环境中行为的研究

本文对110mAg在海洋环境中的化学形态和在底泥上的吸附行为及在海洋生物中的浓集状况进行了研究.结果表明,110mAg在海水中以110mAg+:110mAgCl2-≈10-5存在,且当[Ag+][Cl-]达到AgCl的溶度积(1.56×10-10)时便生成AgCl沉淀.海水中的110mAg在底泥上的吸附系数随温度的升高或固液体积比增大而减小,尤其是受水质影响很大,海水中110mAg在底泥中的吸附系数(102)比淡水中低两个量级.海洋生物对海水中的110mAg有较强的浓集作用,依生物种类不同其生物累积因子的量级为102～104.     

蒸汽发生器水室隔板的简化对下部组件等应力的影响

蒸汽发生器内部部件较为复杂,载荷作用下一次侧的力学行为通常会影响管板上部的部件,如支撑板和管束.通过对水室隔板的不同简化建立下部组件的轴对称和三维模型,考察对应力分布及支撑板和管束的影响.研究结果表明:轴对称模型能较为准确地得到应力强度分布,且较为保守.管板在不同模型下的位移差别较大,从而影响管板上部的支撑板以及管束的力学行为.     

中国海水提铀研究进展

铀是重要的核资源之一,而海水提铀是最有前景的一项解决铀资源短缺的途径。本文系统总结了中国近年来在海水提铀研究领域的重要进展,通过对高分子材料、碳基材料、硅酸盐材料等不同类型吸铀材料自身特点与吸铀效果的比较,分析了基体材料与功能微区构型对吸铀性能的影响,阐述了各类吸铀材料的优劣。结合国内对海水提铀的理论研究进展和规模性海试试验的研究结果,明确了未来海水提铀用功能材料需兼具大比表面积、优异的选择吸附铀功能及可在开放流动环境下稳定存在的特征。     

海水中铀的形态分布模拟研究——以上海近海洋山海水为例

海水的盐度高、基体复杂等问题,使得海水中铀元素形态很难直接测定。基于热力学理论,通过使用PHREEQC for window模拟计算软件对海水中铀离子的存在形态以及影响因素进行研究。以上海近海洋山海水为例,研究铀离子在海水中的形态分布和酸度、离子强度等对铀存在形态的影响。结果表明,在p H=8~10海水中铀以UO2(CO3)34-为主要存在形态,海水中铀的形态分布主要受p H值的影响,阴离子强度对其影响不明显。     

焊接结构中的残余应力

本文讨论了焊接结构中残余应力的性质,包括其大小、方向性、空间分布、范围和种类。以下因素均会对残余应力产生影响：材料性能、材料制造、焊接构件的几何形状和加工工艺、焊接工艺、焊后处理工艺和服役条件。本文给出了板对接焊缝、管对接环焊缝以及表面堆焊中的残余应力分布实例。这些实例表明,不同几何形状的焊接接头,其残余应力的大小和分布是不同的。本文验证了各构件材料的力学性能、热学性能和相组成对残余应力的影响,以及在焊接过程中残余应力对焊道顺序和焊接中所使用约束的敏感性,并采用管材和压力容器的对接环焊缝的一般范例来进一步阐明测量点到焊缝的距离及焊后热处理对残余应力的影响。残余应力的实测值或模拟计算值存在大的分散性和不确定性。这种分散性可能是由测量点或材料性能的差异等系统因素造成的,或者是由所测数据的实验误差、模拟分析时的错误假定,或者是由预先存在的残余应力、记录不全的焊接或制造工艺和未记录的局部修复等未知因素导致的。为了提高残余应力的预测准确度和降低不确定性,需要更好地记录焊接结构及其零部件材料的制造过程、服役史,并更好地理解和分析许多可能影响残余应力的工艺过程。     

高温堆石墨堆体典型构件试验

研究了模块式球床高温堆石墨堆体中用来保持石墨块砌块之间相对位置的键和套销的剪切强度。在机械载荷、辐射和地震载荷作用下,键、销将受到剪切作用。石墨是脆性材料,其强度特性表现出很大的分散性,随尺寸和应力状态不同而不同,因此有必要研究各种因素对键和销剪切强度的影响。试验研究了尺寸、形状、受力方向、配合间隙、试件长度、加载速度、取材方向、材料种类、试件数量等9种可能的影响因素的影响。结果表明,     

Zr-Sn-Nb合金I-SCC腐蚀产物研究

利用SEM和EDXA对Zr-Sn-Nb合金碘致应力腐蚀断口上的腐蚀产物进行了观察分析。结果表明：腐蚀产物的成分主要是氧和锆，只有局部准解理断裂区域可检测到碘，碘与氧在锆基体上竞争吸附，形成不具保护作用的膜．促进局部严重氧化；应力、碘分压、合金成分及热处理状态等因素会影响腐蚀产物的特征，这些影响作用与碘的扩散、合金中第二相的数量以及Zr-I-O体系的化学平衡有关。     

水平管内气-液两相泡状流壁面切应力预测模型

水平管泡状流时气泡主要集中在管道的上部,在管下部只有少量的气泡.由于气泡的非均匀分布,壁面切应力沿周向变化.本文以水平管内气-液两相泡状流壁面切应力均相预测模型为基函数,在实验测量结果的基础上,建立了考虑气泡非均匀分布的水平管内气-液两相泡状流壁面切应力预测模型,预测模型能够反映不同工况下的壁面切应力沿周向的变化趋势,与实验测量结果比较,误差范围小于10%.     

裂变气体气泡尺寸对弥散燃料颗粒内部特征的影响规律

在前期均匀裂变气体气泡尺寸弥散燃料颗粒开裂模型基础上,基于不同尺寸气泡压力作用于燃料相的米塞斯(Mises)应力相等这一假设条件,建立了非均匀气泡尺寸的燃料颗粒开裂模型,并通过模型计算了裂变气体气泡尺寸对燃料相等效层厚度、气泡中气体原子数、气泡压力、燃料相最大张应力等内部特征的影响规律。计算结果表明:当气泡半径较大时,燃料相等效层厚度与气泡半径近似呈线性关系,当气泡尺寸较小时,等效层厚度与气泡半径之比随气泡半径减小急剧增加;随着气泡半径减小,气体原子数浓度增加;在升温过程中气泡内壁最大张应力的增大速率明显高于开裂阻力,气泡半径越小,燃料颗粒开裂温度越低。     

水化学对Zr-4合金氧化膜形貌的影响

为了研究LiOH水溶液影响Zr-4合金耐腐蚀性能的机理,用扫描电子显微镜和扫描探针显微镜观察Zr-4合金样品在不同介质中腐蚀后氧化膜内外表面的形貌。实验结果表明：由于氧化过程体积膨胀,氧化膜中存在平行于界面的压应力。在压应力的作用下,氧化膜向外鼓起,并在垂直于平面的方向上产生张应力,导致氧化膜破裂,从而使腐蚀加速。LiOH水溶液浓度越高,这个过程越快。     

海水放射性监测报警装置对~(137)Cs直接测量的不确定度分析

不确定度是监测装置性能的重要指标,分析和计算不确定度是海水137Cs的监测结果正确表述的必要前提。对一海水放射性监测报警装置直接测量海水中137Cs的不确定度来源进行了分析,实测了4个含有不同活度水平137Cs的西太平洋海水样品,并与放化分析结果进行了比较。结果显示该仪器的不确定度主要影响因素有海水样品γ计数率的相对不确定度、137Cs海水标准源γ计数率和体积的相对不确定度。     

γ场的变化在圈定自然的和工艺成因的破坏作用及现象所在地点的作用

研究发现,地壳上不同岩体在不同时间内的放射性强度变化是构造运动造成的。构造运动往往伴随着深部内生作用、地表的外生作用和工艺成因作用。地壳个别区段的运动结果是产生出各种类型的应力,致使岩石遭到破坏,产生微裂隙,释放出放射性气体和γ辐射。     

低合金钢海水腐蚀产物内锈层物相颗粒度的穆斯堡尔法估测

对两种低合金钢海水腐蚀产物的内锈层分别在低于室温的不同温度下(直到液氮温度)测得了穆斯堡尔谱。根据单畴粒子超顺磁性行为随温度的变化算出了内锈层主要组成相α-FeOOH的粒度分布,并对超顺磁性随温度变化的细节提出了一种可能的解释。 实验表明低合金钢海水腐蚀内锈层中α-FeOOH是主要的,粒度为100的数量级,利用腐蚀产物的超