在线加钚模式下的熔盐堆钍铀燃料可持续性研究

基于FLiBe载体盐,Th/~(233)U启堆,仅通过在线添加反应堆级钚,以实现熔盐堆~(233)U的自持和焚烧反应堆级钚的能力。采用单栅元模型,分析其在不同熔盐体积比、不同中子损失率下233U的自持和钚的利用性能。研究发现:在熔盐体积占比为10%～85%的较大范围内都可以实现~(233)U自持,其中约43%熔盐体积比下~(233)U增殖效果最佳。与此同时,43%熔盐占比下对钚的依赖最大,在熔盐体积比较小和较大时对钚的依赖较小;在熔盐体积比较小时更有利于钚的利用,其中在熔盐体积比为10%～15%时钚的焚烧率最大,约为75%。此外,中子损失率与钚的依赖近似呈正比关系,对~(233)U自持性能影响较小。     

熔盐冷却球床实验堆堆内热源分布计算与分析

熔盐冷却球床堆采用球形燃料元件，冷却剂采用高温熔盐，其堆内热源分布与压水堆有着明显的区别，而与同样使用球形燃料元件的高温气冷堆相比，燃料球产生的中子和γ会在冷却剂中沉积更多的能量，因此准确计算堆内释热率分布对于这种新型反应堆的热工水力设计、瞬态分析、结构力学设计等都有重要意义。本文使用蒙特卡罗计算程序MCNP对中国科学院设计的10 MW固态燃料钍基熔盐实验堆（TMSR-SF1）堆内的释热率分布进行了详细计算研究，通过使用光子产生偏倚卡（pikmt），经过3次MCNP输运计算得到了TMSR-SF1寿期初（BOL）及寿期末（EOL）堆内各部件的总释热率、体积释热率分布和最大体积释热率。计算结果显示，燃料球释热率占堆内总释热率的94%以上，熔盐和反射层释热率占总释热率的1%以上，其他堆内部件释热率的比例都小于1%。寿期末燃料球、控制棒与石墨球的释热率均有所减少，而反射层等其他构件的释热率有所增加。     

氟盐冷却高温堆主冷却剂放射性源项研究

针对氟盐冷却高温堆(FHR)正常运行时主冷却剂放射性源项进行了研究。对主回路源项主要贡献来源及产生原理进行了分析,基于三维蒙特卡罗输运程序KENOⅥ、燃耗分析模块ORIGEN-S及Mathematica程序,对堆芯中子能谱、堆芯源项及主回路源项扩散及活化进行了分析。应用该方法对FHR的一种设计堆型进行了定量分析,结果表明:主回路氚源项相对其他堆的较高,其产生率为5.16×1014 Bq·GWth~(-1)·d~(-1),应采取有效措施限制其向环境的释放。本文结果可为FHR的工程设计、辐射防护设计、氚源项控制、三废处理系统设计等提供参考。     

GPU加速的球床式氟盐冷却高温堆堆芯热工水力程序研发

球床式氟盐冷却高温堆(Pebble Bed Fluoride-salt Cooled High Temperature Reactor,PB-FHR)是一种先进的第四代反应堆。三维堆芯热工水力程序能够模拟具有复杂空间效应的工况,但计算耗时较高。图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)具有大量计算单元,可有效提高程序的计算速度。本文研发了GPU加速的PB-FHR堆芯热工水力程序(GPU-accelerated Thermal Hydraulic Code,GATH),采用非热平衡多孔介质模型建立堆芯物理模型,研究并实现了GPU高速求解算法。对PB-FHR的堆芯模型进行了热工水力分析,与商用计算流体力学软件ANSYS CFX的计算结果进行了对比,验证了程序的正确性。GPU加速性能分析的结果表明,程序整体的加速比率可达8.39倍,证明所研发的GPU求解算法能有效提升堆芯热工水力分析的计算效率。     

TMSR-SF2全厂断电事故分析

钍基熔盐堆-固态燃料二号堆(Thorium Molten Salt Reactor-Solid Fuel 2,TMSR-SF2)是基于球床熔盐堆SF1(Solid Fuel 1)的小型模块化升级堆型,这种新概念堆结合了两者的诸多优点,目前已经完成了预概念设计,对其进行典型事故的分析与安全特性的评估成为当前重要研究内容。本文基于Relap5/MOD4.0程序,建立了反应堆事故模型,进行了全厂断电事故的模拟,分析了反应性、反应堆功率、冷却剂温度和燃料温度等关键参数的变化规律。结果表明,SF2在全厂断电事故中具备高度安全性,其中固有安全性发挥了重要作用。此外还进行了全厂断电事故伴生不同事件的后果比对以及不同温度反应性系数的敏感性分析,证明了直接反应堆辅助冷却系统(Direct Reactor Auxiliary Cooling System,DRACS)在事故前期余热排出能力的局限性,而依靠主泵可以最大限度利用熔盐堆的热惰性从而显著缓解熔盐堆堆芯过热。     

球形燃料元件中包覆颗粒的分布效应研究

在球形燃料元件中,包覆颗粒的填充因子低于10%,分布具有很大的随机性。本文利用MATLAB程序实现了4种填充的建模方式,即体积等效规则填充、扰动的规则填充、随机的规则填充和完全随机填充模拟燃料球中包覆颗粒的分布。基于固态燃料钍基熔盐堆(Thorium-based Molten Salt Reactor with Solid Fuel,TMSR-SF1)设计中选用的包覆颗粒燃料参数,使用蒙特卡罗程序MCNP6 1.0和ENDF/B VII.0数据库进行了全反射边界条件下的单燃料球临界计算,精确量化了不同的建模方式引起的中子物理特性参数的差异。计算表明,这4种建模方式形成了不同的包覆颗粒聚集程度。包覆颗粒的聚集会导致丹可夫效应的增强,从而增大了中子被燃料吸收的概率,无限增殖因数随之增大,燃料温度系数随之减小。     

我国装配式钢结构住宅设计研究与探索

由于可持续发展战略的推进,绿色建筑、环保节能的概念在中国不断深入推广,建筑领域也逐渐开始了自身的变革.装配式钢结构住宅在这样的时代背景下应运而生,为国内的居住建筑设计行业以及住宅市场带来了巨大的影响.新形式的出现,必定伴随着诸多怀疑和迷茫,但顺应形势、加速变革是这个时代不可逃避的现状.为了不断优化和促进装配式钢结构住宅在我国的发展,文章从建筑设计的角度,结合实际项目中遇到的典型情况,对装配式钢结构住宅这一新的建筑形式进行了研究与探索.     

高温型Sm_2Co_(17)永磁体的磁性能及热稳定性

采用粉末冶金工艺制备高温型Sm_2Co_(17)永磁材料,其室温磁性能为:B_r=0.984T,H_(cb)=761k A/m,H_(cj)=1957k A/m,(BH)_(max)=190.4k J/m~3。高温550℃的B-H曲线具有良好的线性度,磁性能为:B_r=0.661T,H_(cb)=447.8k A/m,H_(cj)=536.7k A/m,(BH)_(max)=78.68k J/m~3。内禀矫顽力温度系数β(17.7~550℃)为-0.14%/℃。制备Φ10×10mm并进行电镀层防护的样品,在高温550℃的大气环境下进行长期热稳定处理。结果表明,随着处理时间的延长,镀层表面产生CuO和CoO复合氧化层,从而减缓了SmCo磁体的进一步氧化;经过5036h热稳定处理后磁通量下降了6.95%,磁体的热稳定性良好。     

某地面遥测接收站过顶跟踪改进方法

针对俯仰-方位型跟踪系统在飞机过顶情况下无法进行平稳跟踪甚至丢失这一问题,根据俯仰-方位型测控通信设备的跟踪特点,提出解决目标过顶跟踪的实用方案。深入分析俯仰-方位型跟踪系统天顶盲区的形成机理,讨论当目标过顶时方位角速度的影响。对解决该问题所涉及的相关技术进行研究,总结出跟踪解决天顶盲区的方案,并对方案中程序引导方法对过顶目标跟踪进行仿真实验。结果表明：该方法使系统过顶后能继续捕获跟踪目标,对保持试验任务的顺利进行具有一定的现实意义。     

基于卫星遥感图像的变化检测算法

在石油勘探、开发炼制及运储过程中,由于意外事故或操作失误,造成原油或油品从作业现场储器里外泄,溢流向地面、水面、海滩或海面,同时由于油质的不同,形成薄厚等一片膜这现象称为溢油.大范围的海上溢油往往会对数个国家的生态、社会以及经济带来严重影响.本文基于卫星遥感数据,将变化检测引入海上溢油的问题中,研究实现对比了多个变化检测算法,最终实现了一个变化检测的溢油检测系统.实验表明,变化检测能有效地减少因地理位置、光照条件因素的影响,泛化能力显著地强于单幅图的分类方法,文章提供的系统能有效地将油区与水面、轻油区域与重油区域分割.