氚在RAFM钢中的渗透

采用气相渗透方法，开展了国产低活化铁素体/马氏体钢（RAFM钢?）之一的CLAM钢的氚渗透实验，研究了影响渗透的关键因素，建立了可靠的实验方法。在573~823?K温度范围内，得出氚的渗透率F_T为2.57×10-8exp(-38639/RT)，氚溶解度S_T为2.2×10-1exp(-38639/RT)，扩散系数D_T?为1.17×10-7exp(-22011/RT)。另外，氘氚混合渗透时存在明显的正同位素效应，在实验温度范围内，推导得出的氘氚渗透分离系数α_DT为1.42，氕氚渗透分离系数α_HT为3.76。      

核燃料用γ-U合金的成分规律

铀合金作为一种重要核燃料,其体心立方结构的高温稳定的γ-U合金具有较好的综合性能,是合金设计所追求的目标。本文引入描述稳定固溶体结构的"团簇加连接原子"模型,用于建立γ-U固溶体合金的结构模型和相应成分式,指出其结构单元为体心立方第一近邻配位多面体团簇加3个连接原子构成。进而利用该结构单元对现有合金成分进行了解析,能够稳定形成体心立方bcc结构的合金均满足上述模型,如[Mo-U14]Mo3(U-10.7Mo),[Zr-U14]Nb3(U-7.5Nb-2.5Zr,即不锈铀)等,这些合金实际上均在各自体系中具有最优良的结构稳定性,显示出优异的耐蚀性。本文证实,基于团簇加连接原子模型的成分设计方法在预测γ-U合金成分与性能上具有重要指导价值。     

钛中氢同位素的热脱附谱定量分析研究

通过优化钛的吸氢工艺,成功制备了不同氢氘含量的氢/氘化钛样品;结合XRD分析,给出了钛吸氢前后的晶体结构变化。利用热脱附谱(TDS)技术,通过标准漏孔标定质谱仪的离子流信号强度,实现了钛中氢同位素脱附量的定量测定;TDS法测量结果与压力-体积法测量值之间的绝对误差小于6%。研究结果可为氢能、核能及核技术领域材料中氢同位素含量的准确测量提供有益参考。     

模拟高钠高放废物铁硼磷酸盐玻璃固化体的结构和性能

以36Fe2O3--10B2O3--54P2O5为基础玻璃,制备了不同模拟高钠高放废物包容量的铁硼磷酸盐玻璃固化体,用Fourier变换红外光谱测试方法系统研究了由废物包容量引起的玻璃固化体结构变化,并用溶解速率法初步测试了固化体的化学性能。结果表明:随着废物包容量的增加,固化体试样结构中(PO4)3-四面体基团增加,[BO3]基团向[BO4]基团转变,磷酸盐基团彼此间的连接程度减小,Fe—O—P键在包容量为25%(质量分数)到30%时存在量较大。玻璃固化体网络结构以(PO4)3-四面体基团为主,易水化的(PO3)-磷酸盐基团的含量很小。但固化体结构中[BO3]基团的存在量还较大,该组分的基础玻璃网络形成体氧化物配比还可进一步优化。当废物包容量小于40%时,固化体不同浸泡周期的质量损失速率均在10--8 g/(cm2·min)数量级。     

放射性气溶胶测量中能量补偿系数时间特性研究

为进一步提高能量甄别法测定放射性气溶胶测量结果的准确性,开展了能量补偿系数的时间依赖特性研究。根据核素在滤膜上的衰变规律对补偿系数的时间特性进行了全面分析,研究了取样时间、等待时间和测量时间对其的影响,并进行了测量验证,获取在实验条件下最佳的时间分配组合,可为放射性气溶胶快速测量工作提供参考。     

铀上激光辅助化学气相沉积镍薄膜研究

为防止金属铀的腐蚀,本文采用激光辅助化学气相沉积(LACVD)方法在铀上制备了镍薄膜。采用SEM、XRD分析了薄膜的形貌、物相以及界面特性,采用黏胶拉伸测试表征了膜-基结合性能,采用电化学极化法分析了薄膜的抗腐蚀性能。结果表明:压力和温度对化学气相沉积(CVD)方法制备镍薄膜的质量有较大的影响。随着基底温度和沉积气压的降低,薄膜变得致密、平整,质量提高。在优化的工艺条件165℃、3Pa下,CVD方法所得镍薄膜非常致密。采用LACVD方法时,激光能量为200mJ时所制得的薄膜致密,300mJ时膜变得粗糙。无激光辅助时,CVD方法所制得的薄膜较易剥落,激光辅助下所得薄膜的膜-基结合力较好。LACVD方法大幅提高了薄膜的抗腐蚀性能,抗腐蚀性能的提高主要源于激光辅助使薄膜致密化,提高了薄膜与基底的结合力。     

基于EJ299-33A探测器的核材料时间关联测量系统的时间分辨

n-γ的时间关联测量可提取核材料的质量、增殖因数，其中时间分辨是表征关联精度的1个重要指标。本文基于数字化数据获取与处理方法，对具有n-γ甄别能力的塑料闪烁体EJ299-33A探测器组成的核材料时间关联测量系统的时间分辨进行研究，采用⁶⁰Co与²²Na γ源进行了对比测量，分析了源对本征时间分辨的影响，进一步通过离线的条件加载反演，给出时间分辨的等效电子能量阈值依赖关系。通过对²⁵²Cf自发裂变时间关联谱的测量和解耦，讨论了时间分辨对不同符合事件的影响。结果表明：系统时间分辨随阈值增加而减少，在阈值为230 keVee时采用⁶⁰Co测量的结果约为560 ps，可满足核材料快时间符合测量的精度要求，而在相同条件下，由于正电子湮没位置的不确定性和延迟符合的影响，²²Na源测量的时间分辨展宽至816 ps；裂变事件时间关联测量中n-n符合受时间分辨的相对影响小于γ-γ符合。     

U-5.7Nb合金绝热剪切带微观组织结构特征

利用SHPB实验装置对U-5.7Nb合金帽型样品在室温下进行动态加载,获得U-5.7Nb合金绝热剪切带,采用激光共聚焦、SEM、纳米压痕以及TEM等测试方法开展了U-5.7Nb合金绝热剪切带内组织结构的研究。U-5.7Nb合金绝热剪切带宽约40μm,且呈现蚀刻"暗带";剪切带内微裂纹的萌生和扩展导致带内"破碎"等轴晶特征组织的出现;剪切带核心区域出现取向高度异性的纳米"晶畴"。剪切带内特殊的组织结构变化导致剪切带硬度与弹性模量的不同变化趋势。     

辉光等离子体氮化铀表面的氢腐蚀

采用辉光等离子体氮化方法制备铀表面氮化样品。俄歇电子能谱和X射线衍射对样品的分析表明，铀表面形成了厚约250 nm、主要成分为α-U₂N_3+x的氮化层，氮化层与基体之间具有平缓的过渡层，且氮在金属铀的基体内有一定扩散。与轻微氧化样品氢腐蚀的对比实验表明，氮化处理使样品表面缺陷密度减少，改性层对氢吸附、扩散有阻挡作用，氢蚀形核较慢且其生长明显受到改性层的抑制，这表明铀表面辉光等离子体氮化可作为延缓氢腐蚀的有效手段。     

贮氚老化对钯氢化物氢氘交换影响的色谱理论模拟

利用色谱分离的速率理论分析了贮氚老化影响钯氢化物中恒流速氢氘交换性能的原因,并利用塔板理论模拟了氢氘交换流出曲线,同时,实验对比了未贮氚老化与贮氚老化1.6年钯的氢氘交换流出曲线。理论模拟结果表明:贮氚老化后,钯氢化物氢氘交换反应的塔板数n减少,塔板高度H增加,交换反应的平衡时间增长,氢氘交换流出曲线趋于平缓,氢氘交换性能下降。而塔板高度的增加,是由于衰变3He滞留在钯材料中,导致氢同位素在老化钯中的扩散受阻,同时使得钯的氢同位素分离因子改变。实验对比结果表明:恒流速状态下,贮氚老化1.6年钯的氢氘交换流出曲线较之未贮氚老化钯变得平缓,氢氘交换性能下降。理论模拟与实验结果符合较好。