混合堆芯中腐蚀产物沉积和一回路放射性水平的影响研究

为提升核电站的经济效益和满足高燃耗的需要,越来越多先进高效的核燃料组件被研究制造,并采用与原有组件混合布置的方式进行性能评估,从而形成混合堆芯。燃料污垢（CRUD,Chalk RiversUnidentifiedDeposit）的沉积及一回路冷却剂中源项水平对于大修人员辐射防护有着重要影响,由于两种组件结构和材料上的差异,造成混合堆芯热工水力条件的变化,可能会对一回路腐蚀产物沉积和一回路放射性水平造成一定影响。本文针对某压水堆引入改进型AFA-3G燃料组件的过渡循环,对比计算了不同混合堆芯方案下的冷却剂源项和主管道停堆沉积源项（dose rate）水平。计算结果表明,不同混合堆芯方案下一回路冷却剂源项变化较小,引入改进型AFA-3G燃料组件对于降低主管道dose rate具有积极作用。     

一回路注锌对腐蚀产物的影响分析

目前的压水堆中多采用注锌技术来降低一回路腐蚀产物的源项,然而关于注锌对腐蚀产物影响的理论机理以及计算分析研究较为欠缺。基于此,本文从理论机理、程序开发、数值计算分析和实验验证的角度论证分析注锌对一回路腐蚀产物以及源项的影响。理论计算表明：注锌能明显降低基体金属中镍和钴的溶解;随着运行时间的增加,注锌对一回路冷却剂中的⁵⁸Co和⁶⁰Co呈现出抑制作用;注锌实验结果与理论计算分析的比值在0.5～2.0范围内,符合情况良好。本研究能为核电厂合理地采取注锌技术提供理论支撑。     

停堆氧化运行中主回路活化腐蚀产物的迁移与控制

核电站主回路中腐蚀产物的氧化净化是核电站大修的源项控制中最重要的一环.本文综合分析氧化净化过程中pH值、H2O2和溶解氢浓度对主回路活化腐蚀产物迁移的影响,结合大亚湾核电站的实践经验,提出了低pH值、低H2和集中引入适量氧的控制手段.     

去污条件对结构材料腐蚀行为和表面放射性积累影响的研究

本文研究了结构材料在 APAC、APOC、OCAP、APAC OCAP、APOC OCAP 五种去污溶液中的腐蚀行为,以及经去污溶液处理,随后在300℃静态放射性溶液中长期暴露后的放射性积累。结果表明,APOC 和 APOC OCAP 去污溶液对有预生氧化膜的结构材料的腐蚀特别严重,表面出现晶间腐蚀与晶粒脱落,这也是造成反应堆回路经去污处理后放射性剂量偏高的主要原因。     

一种提高液体闪烁绝对测量探测效率的方法

介绍了如何提高3H、14C样品的探测效率,进行了计量技术的研究.使用4πβ(LS)活度国家基准刻度3H、14C溶液的放射性活度.     

应用计算流体动力学分析烟囱气载流出物取样的混合均匀性

新版ISO标准《核设施的烟道和通风管道中的放射性物质取样》推荐采用单点取样器对核设施烟囱气载流出物进行取样。为了保证取样具有代表性,单点取样器需要布置在速度和浓度均匀分布的位置。应用计算流体动力学(CFD)技术,对某烟囱装置的流场进行了模拟计算,并对烟囱不同高度截面上的混合均匀性进行了对比分析,可供后续现场试验及气载流出物取样系统设计参考。     

放射性碘在地质材料中吸附和迁移的研究

本文用间歇平衡实验和柱迁移实验研究了放射性~(131)I~-和~(131)IO_3~-在花岗岩-1(浙江)、花岗岩-2(江苏)、紫色页岩(江苏)、凝灰岩(江苏)等4种地质材料中的吸附和迁移行为,并测定了它们的吸附比。结果表明,四种岩石样品对~(131)I~-和~(131)IO_3~-基本上不吸附或仅有微小的吸附,间歇平衡实验与柱迁移实验所得结果除紫色页岩相差稍大外,其它基本是一致的。     

在线同位素分离器靶-源中靶材料的放射性活度

用LCS+CBURN程序计算在线同位素分离器靶-源中铅、钨、铜、铝、石墨靶材料以及结构材料水、不锈钢在100MeV、200μA强流质子束照射下所产生的放射性核素活度以及γ射线强度随时间的变化,以便为靶的设计、更换以及后期处理提供一定的设计依据。所选靶材料在照射后会产生长寿命放射性核素氚,其中,铅靶材料中还会产生¹³¹I。     

一种小型熔盐堆的主回路放射性产物分析

为满足小区域供电需求,提出了一种热功率为100 MWt的小型熔盐堆的堆芯概念设计.该设计通过调整堆芯燃料初始装载量,使得反应堆在不添料的条件下可满功率运行1250 d,然后在寿期末进行燃料批处理.针对这种长换料周期的燃耗特性和燃料盐的特点,对该堆在运行期间主回路的放射性核素产量及其来源进行了分析.通过三维蒙特卡罗运输程...     

一种耦合表面络合吸附作用的地下水溶质迁移模型初探

地下水中溶液化学作用对溶质迁移的影响日渐引起人们的关注，特别是发生于固-液表面的吸附作用，对溶质迁移的影响具有非常重要的作用。关于吸附机理的解释很多，其中表面络合吸附是近年来解释吸附作用比较成功的假说之一。本文建立了一个基于表面络合吸附作用的地球化学模式，并将其与传统的对流-弥散模型相耦合，建立了一个能够考虑表面络合吸附影响的溶质迁移模型。通过与已发表的某著名算例的结果进行的对比分析，与前人结果吻合较好，表明本文所建立的模型获得了初步成功。     

压水堆条件下锌对奥氏体不锈钢腐蚀性能的影响

模拟压水堆一回路冷却剂环境,对316和304奥氏体不锈钢在不加锌和加锌浓度为50ppb的315℃溶液中进行了两组500h腐蚀实验。结果表明,锌能有效地降低两种材料的均匀腐蚀速率,加锌后表面氧化膜厚度变薄,氧化膜形貌和成分也有明显改变,304不锈钢表面有大量针状腐蚀产物出现。     

基于辐射-对流-传导热流固耦合模型的乏燃料贮运容器传热特性与优化研究

基于辐射-对流-传导的热流固耦合计算流体动力学（CFD）模型,对比不同放置状态、环境温度、容器内部填充介质和有无环形翅片情况下,各部件最高温度、自然对流流速、外表面辐射及对流功率的变化。结果表明,水平放置有利于强化环形翅片的对流传热;环境温度每升高10℃,燃料包壳温度增加6.5℃,外壁面温度增加8.3℃;燃料篮内部填充物由中子吸收板或铝块更换为氦气后,容器整体导热性能明显降低,容器内部温度升高,但容器壁面温度基本不变;如不考虑太阳暴晒,环形翅片可增加对流传热,使得容器整体温度降低;如考虑太阳暴晒,环形翅片会增加太阳暴晒能量的吸收,使容器整体温度反而比光滑壁面容器高;基于代数分析法和漫灰表面模型对CFD辐射模型进行验证,CFD辐射功率和公式法计算结果基本一致。      

基于模糊C-均值的原型模式选择及其在核爆地震识别中的应用

协同模式识别是一种全新的有着抗噪声、抗缺损等诸多优良特性的模式识别方法,但将其用于核爆地震和天然地震的分类时,采用现有的原型模式选择方法识别效果并不理想.本文提出了一种基于模糊C-均值的原型模式选择方法,该方法首先对每一类训练样本采用模糊C-均值聚类的方法聚为c类,然后选取这c类的c个重心或c个聚类中心作为该类的原型模式进行核爆地震的协同模式识别.实验结果表明,同现有的原型模式选择方法相比,该方法使识别率有了较大提高.     

基于三维纳米阵列结构的表面增强拉曼技术研究及其在痕量铀酰离子探测中的应用

表面增强拉曼散射(SERS)是一种新型痕量表征技术，其灵敏度高、样品用量少、特征谱易辨识，尤其适用于铀酰离子等危化品的探测。在过去十几年里, 纳米材料和纳米技术在新兴技术和SERS的应用方面获得了长足发展，将先进的纳米制造技术引入了SERS领域。本文总结了利用光刻、原子层沉积等技术，开发了一系列高质量的三维阵列纳米材料作为SERS基底，并应用于痕量铀酰离子的检测。其中，以Al₂O₃、HfO₂等惰性氧化物包裹修饰的银纳米棒三维阵列作为基底，灵敏度高，稳定性好，根据不同特征的拉曼振动频谱，可识别多个不同种态的铀酰离子，检出限低至nmol/L，具有潜在的实际应用价值。     

Hydrogen and Hydrazine Co-injection to Mitigate Stress Corrosion Cracking of Structural Materials in Boiling Water Reactors, (VI) The Effect of Ammonia on Intergranular Stress Corrosion Cracking

Hydrogen and hydrazine co-injection into a boiling water reactor was considered as a new mitigation method of stress corrosion cracking (SCC). In this method, some amount of ammonia will be formed by the decomposition of hydrazine. The effect of ammonia on SCC susceptibility was studied over a wide range of electrochemical corrosion potentials (ECPs) in 288_C water by conducting slow strain rate technique SCC experiments (SSRTs). ECP was changed from _0:6V versus the standard hydrogen electrode (V(SHE)) to 0.1 V(SHE) by controlling dissolved oxygen concentration. Ammonia concentration was controlled to have values of 100 and 530 ppb. Similarly, sulfuric acid was injected to confirm the difference in the effect of injected chemical compounds on SCC susceptibility. The intergranular stress corrosion cracking (IGSCC) fraction, which was used as the index of SCC susceptibility, decreased with decreasing ECP for the case of no chemical injection. Sulfuric acid enhanced the IGSCC fraction. These data were in good agreement with literature data. On the other hand, ammonia at less than 530 ppb did not affect IGSCC fraction. It is expected that 51–280 ppb hydrazine and 0–53 ppb hydrogen will be injected into reactor water to mitigate SCC in BWRs. In the bottom region of the reactor pressure vessel, ECP and ammonia concentration will be _0:1 V(SHE) and 15–60 ppb, respectively. Under these conditions, ammonia did not affect SCC susceptibility. So SCC susceptibility will be mitigated by decreasing the ECP using hydrazine and hydrogen co-injection.     

The Effect of Oxide Microstructure on Kinetic Transition in Out-of-pile Steam Corrosion Test for Zircaloy-2 and Nb-added Zircaloy-2

In order to study the mechanism of kinetic transition of corrosion rate for zirconium alloys, oxide films formed on Zircaloy-2 (Zry-2) and Nb-added Zircaloy-2 (0.5Nb/Zry-2) in steam at 673 K and 10.3 MPa were examined with TEM and SIMS.

Kinetic transition occurred at almost the same oxide thicknesses for both Zry-2 and 0.5Nb/Zry-2, but the corrosion rate after the transitions were quite different for the two alloys. Zircaloy-2 showed cyclical oxidation, while the weight gain of 0.5Nb/Zry-2 increased linearly.

The morphology and crystal structure were similar for the oxides of the two alloys and both the oxide films still mainly consisted of columnar grains even after the transition. Interface layers which mainly consisted of a-Zr crystallites were observed for both alloys and the oxygen content in the interface layers increased after the transition.

The solute concentrations of Fe, Cr and Ni became higher, accompanying the increase of oxygen concentrations at columnar grain boundaries in the oxide films after the transition for 0.5Nb/Zry-2. It was thought that the properties of grain boundaries of the 0.5Nb/Zry-2 oxide films changed after the transition, and the increase in oxygen diffusivity at grain boundaries caused the linear increase in weight gain.     

基于SVM与DT的核电装备制造业供应风险组合预测模型

基于对核电装备制造业供应风险的识别,确立风险预测的指标体系;对国内3家重点核电装备制造企业及其60家供应商进行问卷调查及深度访谈,运用支持向量机与决策树组合的方法建立供应风险的预测模型.实证研究表明,组合预测模型对供应风险预测的精确性优于单一方法的模型,证明了该预测体系的可行性与可靠性,为核电装备制造业供应风险的管理提...     

基于多孔介质模型的行波堆TP-1堆芯稳态温度场与流场数值模拟

根据TerraPower公司最新设计的钠冷行波堆TP-1的具体结构和运行特点,采用多孔介质模型,使用商用软件CFX对行波堆堆芯的热工水力特性进行数值模拟,得到了TP-1稳态运行条件下堆芯温度场、速度场和压力场分布。结果表明：应用多孔介质模型对行波堆堆芯进行三维热工水力数值模拟的方法直观、快速、有效,将它应用于行波堆堆芯稳态条件下三维流场和温度场分析具有一定的意义。