辐照用小尺寸样品力学性能表征技术研究进展

由于辐照空间尺寸限制、降低样品放射性和提高辐照参数精度等原因,小尺寸样品被广泛应用于核反应堆材料的辐照后力学性能表征。本文就国内外小尺寸拉伸、冲击、断裂韧性、疲劳、蠕变和小冲杆等测试表征技术的研究现状进行了综合论述,分析了小尺寸样品测试中的关键影响因素以及数据归一化方法,总结了小尺寸样品存在的问题,并结合我国需求对小尺寸样品技术的发展进行了分析和展望,以期为小尺寸样品技术及测试分析数据进一步规范化和工程应用发展提供参考。     

CARR堆芯容器断裂韧性辐照监督样品尺寸效应

CARR堆芯容器材料采用6061-T6铝。ASME CodeCase N-519阐明，由于中子辐照导致6061-T6铝脆化和降低延性，因此，对于使用这种材料的堆芯容器必须制定辐照监督大纲，用于监测材料力学性能变化，特别是断裂韧性的降低程度，以便进行安全评审和经济效益的权衡，从而合理地确定堆芯容器的使用寿命。为保证今后辐照监督试验的进行，     

辐照样品的温度控制

由在辐照孔道内实验装置的实测数据,得到了辐照罐的γ释热率。根据分析计算,得出了确定辐照中气隙宽度的计算式。采用了增强周向导热能力及用电加热调节温差的设计思想。所设计的辐照罐即使在要求三种不同的辐照温度的情况下,成功地满足了辐照温度及温差的要求。设计温度的相对误差小于10％。     

辐照样品的温度测量

本文介绍了用热电偶和金属熔点指示剂测量辐照样品温度的方法,解决了在辐照下进行测量的具体技术措施,对辐照下可能影响温度的因素也作了实验分析。文中还给出了铝、不锈钢及碳化硼在特定辐照条件下的辐照温度。     

CFETR先进小样品辐照胶囊优化与热工安全分析

中国聚变工程试验堆（CFETR）先进材料辐照考验样品所在胶囊结构较为复杂,其内部填充氦气,胶囊肋条尺寸、位置以及胶囊内部填充材料对样品温度影响大。基于STAR-CCM+程序建立CFETR先进小样品辐照装置内胶囊全尺寸模型,针对样品的目标温度,对胶囊的肋条和填充材料进行了调整。对于胶囊内整体样品释热率较低的情况,采用释热率较大的钨材料作为填充材料,可以明显提高整体样品温度;对于局部样品释热率差别较大的情况,调整局部肋条的尺寸和位置,能够很好控制样品间的温度,使样品计算温度满足目标温度范围。结果表明：采用上述方法进行优化后,样品中心温度能够满足目标温度范围,且满足入高通量工程试验堆（HFETR）辐照的热工安全,保证整个辐照任务能够顺利开展。     

堆用SiC辐照温度监控器的研究进展

碳化硅（SiC）晶体可以用作无源监控器测量反应堆的中子辐照温度,在未来高温强辐射的先进核反应堆中具有重要的应用前景。SiC测温技术自20世纪60年代被首次提出以来,基于SiC结构、热学和电学性质的中子辐照效应,人们建立了宏观尺寸法、质量密度法、热导率法和电阻率法等各种SiC测温方法。本文首先综述了这些SiC测温方法的基本原理和工作特点,然后着重介绍了中国原子能科学研究院（China Institute of Atomic Energy,CIAE）SiC测温系统的研究进展,通过中子辐照诱导SiC晶格肿胀的理论计算,分析和验证了该系统测温结果的可靠性,探讨了进一步提高SiC测温效率的实验方法。     

国产A508-3钢辐照前后小样品断裂韧性测试分析

国产A508-3钢是反应堆压力容器(RPV)用钢,属于低合金铁素体钢,这类材料具有明显的韧脆转变行为,并且在经受中子辐照后,产生明显的辐照脆化效应,降低材料韧性,增加脆性断裂的风险。为掌握中子辐照对压力容器钢断裂韧性的影响,本文研究并掌握了国产A508-3钢0.5CT样品断裂韧性测试技术,并对辐照前后断裂韧性数进行比较,分析了中子辐照对A508-3钢断裂韧性的影响。     

小型辐照样品快速传输系统研制

为减少操作人员在样品辐照实验中受到的辐照剂量,进行了以气动控制实现小型辐照样品快速传输的研究.快速传输系统气动回路的通断以及换向控制等由电气控制部分实现.主程序实施系统的初始化,并检测手动/自动转换开关位置,调用相应的子程序实现手动或自动操作.自动子程序实现辐照样品到前端样品存储盒的自动传输;手动子程序完成系统的放气、辐照样品的前进和后退等功能.本文从硬件和软件设计两方面详细介绍了该系统的实现方法.     

管状燃料组件辐照后尺寸测量

主要介绍某新型管状燃料组件辐照后尺寸测量的检查内容、检查方法及检查结果,对尺寸测量结果进行初步评价。结果表明:燃料组件辐照后总长与辐照前相比略有增长,平均增长0.71 mm;辐照后组件弯曲度基本无变化;辐照后对边距最大增长0.17 mm,最小增长0.07 mm;各层燃料管水流间隙整体呈减小趋势,最大减小0.33 mm;燃料管外径最大增长0.13 mm,内径最大减小0.20 mm。     

离子辐照样品的表面处理方法研究

离子辐照实验已广泛应用于评价反应堆压力容器钢的辐照损伤效应,这对样品表面状态提出了苛刻的要求。分别采用机械抛光、振动抛光、电化学抛光与真空退火的方法对RPV钢样品表面进行了处理,采用慢束正电子湮没-多普勒展宽谱实验表征了样品表面的损伤层状态,采用纳米压痕测试表征了样品表面的应力状态。实验结果表明:对于RPV钢离子辐照样品,建议优先采用机械抛光+真空退火处理的方法处理样品表面,其次可采用电化学抛光处理方法。同时指出了该结论也适用于材料化学成分、强度与韧性等力学性能及热处理状态等相近的其他低合金钢离子辐照样品的表面处理。     

反应堆辐照样品输送系统设计与实验研究

为实现反应堆辐照样品在堆内空间狭小、堆外远距离条件下快速输送,设计了钢丝绳卷筒加气动输送相结合的辐照样品输送系统。本文对辐照样品输送系统中的关键部件接样装置进行了结构设计描述,并对气动部分进行了理论计算。同时,为进一步验证设计方案,对该输送系统进行了实验研究。研究结果表明该输送系统在堆内空间狭小及堆外远距离的工况下应用具有一定的可行性。      

用内标技术测量环境样品中的铀

用MAT 262热表面电离型同位素质谱计测定了铀的同位素丰度比。环境样品采用HNO3 HF HClO4混合溶液溶解后,用TBP色层法进行分离纯化,再经电镀制备成供质谱用的测量源。结果表明,所测环境样品中铀的质量分数为:河水,8×10-8;长青树树叶,1×10-7;表层土壤,(5～11)×10-6。     

用辐照不育技术消灭害虫获得新成果

【《瑞士原子能协会通报》1988年第 2期第18页报道】 1987年,国际原子能机构与联合国粮农组织合作,在维也纳组织了一次国际会议,会议使人们了解到用辐照不育技术消灭害虫取得的最新成果。这种方法是用γ辐照大量的雄性害虫使之不育,这样便     

电离辐照技术控制生鲜食品病原菌污染的研究进展

综合讨论了世界范围内食源性疾病的发展及食品辐照技术的应用现状,综述了国内外辐照技术控制生鲜食品病原菌的研究进展,并对辐照食品的安全性和受照剂量问题进行了探讨。未来的研究,将继续积累生鲜食品中对电离辐射敏感的病原菌数据,重点探索影响辐照的因素和机理,从辐照组合处理方法入手,建立和完善各种食品辐照的剂量、工艺程序和操作规范。     

中子辐照对15MnTi钢力学性能影响

通过冲击试验、单向拉伸试验研究了中子辐照对15MnTi钢拉伸、冲击性能影响。中子辐照温度50℃、累计快中子注量1.5066×10~(18)cm~(-2),获得15MnTi钢母材、热影响区辐照前后冲击功及15MnTi钢室温、300℃下辐照前后拉伸曲线。试验结果表明,中子辐照导致15MnTi钢母材、热影响区韧脆转变温度上升,其中母材增幅较热影响区大,但冲击功上平台变化不大;15MnTi钢母材屈服强度、拉伸强度上升,其中室温屈服强度变化大,高温拉伸性能变化不明显。     

热中子测小样品水分

用插入型中子水分计不能测量小样品和低水分。雷诺兹曾提到用中子透射和散射法可测含氢量。塞缪尔用快中子减速透射法测食品水分,但要用较强的中子源(10~8n/s),考虑到水的热中子截面大,所以我们研究了用热中子测小样品水分的方法。     

辐照样品孔塞短杆抓取工具的研制

分析压水堆核电厂中现有的孔塞抓具在抓取辐照样品孔塞时的局限性和操作风险,引出辐照样品孔塞短杆工具的研制,阐述短杆工具的使用优点和对现有抓具功能上的补充,希望能提高大修中孔塞抽取工作的安全水平。     

国产A508-3钢小尺寸拉伸样品的拉伸颈缩行为研究

对不同厚度国产A508-3钢小尺寸拉伸样品进行了室温拉伸试验,分析了拉伸性能及颈缩段参数,并基于有限元逆运算构建了小尺寸拉伸样品拉伸过程的GTN（Gurson-Tvergaard-Needleman）细观损伤模型,研究了厚度对小尺寸拉伸样品拉伸颈缩行为的影响规律与机理。试验结果表明,小尺寸拉伸样品在变形过程中发生了弹性变形、均匀塑性变形和颈缩变形;随着样品厚度由0.75 mm降低至0.30 mm,屈服强度、抗拉强度和均匀延伸率无明显变化,非均匀延伸率及总延伸率逐渐降低,颈缩角逐渐增大,断裂角在厚度降低至0.50 mm后逐渐增大。GTN细观损伤模型中用于表征空洞形核和融合率的参数在0.30 mm样品中明显降低,此结果与小尺寸拉伸样品颈缩行为规律相互印证。