我国初步掌握冷坩埚玻璃固化技术

正11月30日,我院自主研制的冷坩埚玻璃固化实验装置完成24小时联动试验,成功产出440公斤模拟玻璃固化体。这意味着我国冷坩埚玻璃固化技术在固化工艺段,已经突破了搅拌、卸料、高频电源与冷坩埚的匹配、启动等诸多重大关键技术,标志着我国已经初步掌握冷坩埚玻璃固化技术。冷坩埚玻璃固化技术是目前国际上一种用于放射性废物处理的新型玻璃固化工艺技术,现已被列为核工业十大瓶颈技术之一。     

冷坩埚技术处理动力堆乏燃料高放废液的应用前景分析北大核心CSCD

随着我国核电技术的发展,对动力堆乏燃料高放废液玻璃固化的需求变得越来越迫切。本文梳理了冷坩埚技术处理动力堆乏燃料高放废液的应用前景,针对冷坩埚在处理动力堆乏燃料高放废液方面的技术优势、设计优势以及工艺优势做出了详细阐述,并基于国外冷坩埚高放废液玻璃固化研究进展的分析,对冷坩埚技术未来发展提出了建议。     

冷坩埚玻璃固化技术及应用

介绍了法国、韩国、俄罗斯冷坩埚玻璃固化技术在核领域中的研究与工程应用,以期为我国冷坩埚技术的开展提供借鉴和参考。     

玻璃固化用冷坩埚底部结构设计对电磁场影响的模拟分析

冷坩埚玻璃固化技术是高放废液玻璃固化技术的重点研究方向之一。坩埚底作为冷坩埚的重要部件,影响冷坩埚的透磁性、密封性、强度和漏料工艺。为提高冷坩埚漏料效率,需要增强漏料口附近的磁感应强度。本文使用COMSOL Multiphysics软件建立了冷坩埚电磁感应模型,研究了坩埚底结构设计对冷坩埚内部磁场和电磁损耗的影响。模拟结果显示：改变坩埚底部分瓣数对坩埚内部磁场、坩埚底部磁场和坩埚底电磁损耗的影响较小;增加开缝宽度可有效增强坩埚内部磁场,降低坩埚底的电磁损耗,并使玻璃熔体的加热效率增加约6%;增加开缝深度可增加坩埚底部中心附近玻璃域的磁感应强度和底部玻璃熔体的电磁损耗占比。     

冷坩埚玻璃固化技术研究进展

正中国原子能科学研究院从"十二五"末开始承担了"冷坩埚玻璃固化试验装置研制及搅拌等关键技术研究"项目,研究重点是针对冷坩埚玻璃固化过程中的关键技术进行攻关,建立起一套直径500 mm的冷坩埚玻璃固化试验装置,并进行工艺研究,获得工艺运行参数,为下一步冷台架的建立运行打好基础。2017年项目组主要开展了冷坩埚试验装置中搅拌系统的研制、尾气处理装置的安装和调试,并与冷坩埚玻璃固化试验装置其他系统连接,建成了完整的冷坩埚玻璃固化试验装置,对整套     

法国高放废液玻璃固化技术最新进展

对法国高放废液玻璃固化技术现场及文献调研情况进行了介绍。详细阐述了法国旋转煅烧炉+热熔炉/冷坩埚技术的最新应用进展、玻璃固化设施的运行状况,可为我国高放废液玻璃固化技术路线的选择提供参考。     

模拟高放废液冷坩埚玻璃固化熔制工艺对尾气挥发影响的研究

<正>冷坩埚是最新一代高放废液玻璃固化技术,其利用电磁感应原理将放射性废物与玻璃珠进行加热熔制,形成性能稳定的固化体。在冷坩埚玻璃熔制过程中,由于温度较高,通常大于1 000℃,会产生较多的尾气,易挥发的放射性物质(当前为模拟放射性废物)如Cs等,以及玻璃骨架元素如B、Si等,都会伴随尾气挥发,从而影响冷坩埚玻璃固化产品的性能。     

冷坩埚埚体的参数设计

埚体结构的优化设计是冷坩埚固化减容技术研究课题的关键点之一。电磁冷坩埚技术的核心在于坩埚结构和电磁场的合理设计，以使其具有良好的透磁和低涡流损耗特性，在熔体中产生大的感应涡流，从而使冷坩埚的应用效果达到最佳。     

冷坩埚玻璃固化熔炉埚底的三维电磁分析

利用ANSYS有限元分析软件建模并分析了冷坩埚玻璃固化熔炉埚底结构以及埚底与感应线圈之间的距离对冷坩埚内电磁场分布的影响。计算结果表明,磁通密度、电流密度和焦耳热密度在玻璃熔体的表面中部区域最大,在中心和底部区域最低。对埚底进行分瓣有利于降低埚底的屏蔽效应,分为3瓣时,玻璃的发热量提高了12.7%。埚底与感应线圈距离在10~15 cm时,冷坩埚对玻璃物料的加热效率较高。     

Ф100冷坩埚玻璃固化高频电源多物理场耦合仿真研究

高频电源是冷坩埚高放废液玻璃固化系统的重要组成部件,但由于每套高频电源参数出厂后参数不可调节且价格昂贵,因此一直未能开展电源参数对冷坩埚的匹配性研究,无法确定高频电源的最优参数组合以及最佳匹配状态。利用价格低廉且参数可微调的小型高频电源建立Ф100冷坩埚实验装置并开展电源与埚体的匹配性规律研究是解决上述问题的有效途径,但由于实验变量过多,实验测量可获取的有效数据较少,因此本文开展了Ф100冷坩埚玻璃固化高频电源多物理场耦合的仿真研究,利用COMSOL,以电流强度、频率、线圈匝数等条件为变量开展对熔融玻璃液的温度场、流场及磁场的多场耦合仿真。结果表明,适当增加电流强度和频率可改善熔制能力,适当增加线圈直径、间距、匝数可提高能量利用率,线圈高度处于中部位置偏下可提高温度场磁场分布,圆形线圈及冷坩埚较椭圆形更具优势。与实验结果相比,经过初步电源参数优化后的冷坩埚熔池体积提高了22.8%、平均温度提高了35%,较大幅度地改善了冷坩埚的熔制效果。     

冷坩埚玻璃固化模拟高放废液的24 h连续运行实验研究

中国原子能科学研究院已建立了一套冷坩埚玻璃固化原理实验装置,为检验设备设计的性能、各组成单元的匹配情况及生产的模拟固化体产品的性能,2015年进行了24 h的连续运行实验。实验中模拟高放废液和基础玻璃组成均以固体化学试剂形式预先混好后进料。连续运行实验结果表明,整个运行过程中整体装置性能参数稳定,熔制温度控制在(1 200±50) ℃,进料速率为6～10 kg/h,共卸料16次,每次启动卸料和停止卸料时间重复性好。对产生的玻璃固化体进行了主要性能测试,结果表明所测试固化体的性能满足我国行业标准的要求。     

基于ANSYS的冷坩埚感应线圈设计及电磁分析

冷坩埚玻璃固化技术是目前最新一代的高放废液玻璃固化工艺。感应线圈是冷坩埚熔炉的关键部件之一,其设计合理与否直接关系到冷坩埚能否顺利运行。目前世界各国的冷坩埚装置对感应线圈的截面形状、匝数、匝间距等参数采取过不同的设计,对这些设计参数进行计算分析对指导我国冷坩埚研制具有重要意义。本工作基于ANSYS软件对感应线圈的电磁场进行有限元分析,结果表明,加载高频交变电流的感应线圈的电磁场具有以下分布规律：高频电流表现出集肤效应和邻近效应,电流集中于线圈表面,电流密度峰值出现在线圈的最上端和最下端;磁通密度轴向分量（B_y）在径向上由线圈内边缘附近向线圈包围的中心区衰减,纵向上与电流密度的分布类似,B_y在线圈上下两端处出现峰值,在线圈高度覆盖的范围之外,磁通密度迅速衰减。本工作进一步结合法国阿海珐公司、美国爱达荷实验室和印度巴巴哈原子能中心的冷坩埚的感应线圈设计方式,建立了不同截面形状、匝数和匝间距的感应线圈模型,经过计算发现矩形截面线圈的磁场分布均匀性要优于圆形截面线圈;在感应线圈总高度相同的前提下,匝数的变化对线圈的磁场分布几乎没有影响;匝间距的增加会降低径向和纵向的磁通密度及其均匀性。综上,建议感应线圈采用密绕型矩形截面设计,匝间距设计为2.5~5 mm。     

冷坩埚玻璃固化启动过程数值分析

使用COMSOL有限元计算软件对熔池直径500 mm、高365 mm的电磁冷坩埚玻璃固化模型的启动过程进行了数值分析，研究了垂直方向环状启动加热块数量和位置分布对启动过程中加热速率、加热效率和温度分布的影响。计算结果表明，启动加热块距离坩埚底部250~300 mm时加热效率较高，增加垂直方向启动加热块的分布数量有利于在启动过程中加快升温速率、快速提高磁感应加热效率、加强玻璃熔体温度均匀程度和扩大玻璃熔体体积。     

放射源的制备技术及其应用

介绍了放射源制备的主要技术、我国放射源研究和应用现状,提出了我国在放射源制备和应用方面需要重点关注的方向,以推动放射源在科学研究、医学和工业自动化等领域的应用。     

中国核技术应用产业发展现状

核技术应用作为高技术产业逐渐受到政府重视,并于“十三五”正式被国家纳入加强前瞻布局的战略性新兴产业.为更好地把握核技术应用产业高速发展的战略机遇期,本文在《2016-2017核技术应用学科发展报告》研究的基础上,通过进一步调查研究,总结了我国核技术在工业、医学、农业和社会安全领域应用的整体发展情况,以及2018年以来取...     

钴-60数字辐射成像检测技术回顾与展望

本文对近二十年来清华大学核能与新能源技术研究院主导研究开发⁶⁰Co辐射成像检测技术并实现产业化工作进行了回顾与展望。从国家需求出发,系统说明此技术的研发目标、创新思路和主要研究成果,并介绍实现产业化的装备品种、性能、运行情况和应用效益,总结此项技术的突出优点和发展前景。文中对推广应用时一些认识障碍做了梳理和解释,希望有助于新技术的改进与发展。     

后遥感应用技术理念研究的新进展--"后遥感应用技术的提出与思考"续

在对后遥感应用技术深入思考的基础上，对其技术内涵进行了深入阐述，并对铀资源勘查领域后遥感应用技术理念的应用思路进行了探讨。后遥感应用技术理念的提出及其研究对遥感信息的深化应用和产业化进程是一次重要的探索。具有重要的理论和实践意义。     

Review and Prospect of Cobalt-60 Digital Radiography Inspection Technology

This article is a review and prospect of the research, development and industrialization of Cobalt-60 digital radiography inspection technology based on the national requirements in the recent 20 years, which is leaded by Institute of Nuclear and New Energy Technology (INET) of TsinghuaUniversity. The research purpose, innovative approach and main academic achievements of this technology were described systematically. The industrial equipment varieties, performance, running condition and application effect were introduced, and the outstanding advantages and prospects of the technology are summarized. In the paper, some understanding obstacles or mistakes encountered during the promotion and application were sorted out and explained too to help the improvement and development of the new relevant technology.