Al丝物理状态调控及对芯晕演化特性的影响

基于快直线脉冲变压器(FLTD)平台开展了数十kA电流下Al单丝芯晕演化特性研究,实验发现丝过早发生电压击穿会减少丝芯的能量沉积,而晕等离子体的迅速发展将约束丝芯的进一步膨胀,降低丝芯膨胀速度。通过调整负载两端的初始电压、丝长及增加闪络开关等手段,抑制了Al丝的过早击穿,增加了早期能量沉积,获得了不同的丝芯物理状态（部分气化或完全气化）。Al丝的气化提高了丝芯膨胀速度,最高达11~14 km/s,晕等离子体发展缓慢,延缓了边界处不稳定性的出现,降低了后期m=0的发展速度。FLTD负极性输出时,Al丝沿轴向的极性效应更加明显,靠近阴极处丝芯膨胀慢,边界处晕等离子体密度高,不稳定性的发展速度快。     

低温电子自旋共振Al芯测年

对低温Ａｌ芯电子自旋共振测年进行了初步的探讨。在９８Ｋ的低温条件下，得到了分辨率较高的Ａｌ芯ＥＳＲ全峰图形。通过对三块不同深度的花岗片麻岩中Ａｌ芯的测定，从浅到深分别得到１．１４，１．１０，０．５０Ｍａ的实验结果。这个结果与岩石形成的地质背景相一致。由此证明用ＥＳＲ的Ａｌ芯来测定浅成变质岩的年龄是完全可行的。     

弥散型燃料芯体结构的蒙特卡罗模拟(英文)

在研究堆中的辐照条件下，U3Si2-Al 弥散型燃料的燃料颗粒和基体界面发生相互扩散。由于相互扩散反应,在每个 U3Si2颗粒的周围形成 U3Al7Si2反应层。反应层厚度随辐照时间和裂变密度而增加。反应层的形成造成了 U3Si2燃料和铝基体的消耗。该过程导致燃料芯体几何结构的演化。根据弥散体中燃料的随机分布特点,作者采用蒙特卡罗方法发展了燃料芯体结构演化的模拟方法。每个颗粒的特性都可以用直径和位置来表示。芯体结构参数包括颗粒尺寸分布、制造状态下的燃料体积分数、反应层厚度、反应层体积、U3Si2燃料体积分数、铝体积分数、接触几率和颗粒相互连接分数。特别是对于制造状态下的燃料体积分数为 43%时,颗粒尺寸较好地服从正态分布。模拟了在 6 mm×6 mm×0.5 mm 的芯体体积中 13 000 个抽样颗粒的情况下,各芯体结构参数随反应层厚度从 0～16 μm 变化时的函数变化情况。     

兆安级电流下Al丝阵的芯晕结构抑制研究

为了抑制丝阵Z箍缩中金属丝在电流早期电爆炸形成的芯晕结构,基于强光一号加速器,利用二级丝阵负载开展了Al丝阵早期物理状态的调控研究。通过陡化预脉冲和调整二级丝阵的参数,实现了负载Al丝的全部汽化,抑制了芯晕结构的产生,气态Al丝芯的平均直径约为1.80 mm,且沿轴向均匀分布,降低了丝阵消融引起的初始不稳定性。若丝长度和直径保持不变,反转型丝阵的关断时间主要取决于Al丝的丝数;反转型丝阵关断后,气态丝芯在主电流脉冲作用下迅速电离并开始内爆,磁瑞丽泰勒不稳定性迅速发展,内爆等离子体流沿轴向呈周期性调制分布,调制波长约为650 μm。Al丝阵初始状态的改变,有效抑制了丝的消融过程,消除了先驱等离子体,在内爆后期降低了拖尾质量,提高了箍缩品质。     

有芯和无芯高温重力钾热管启动性能试验研究

为研究有芯和无芯高温钾热管在重力状态下的启动性能,开展了相关对比与敏感性试验研究。得到有芯热管试验中的最优充液量为17.5 g,此充液量能避免充液量不足导致的启动升温较慢、末端温度低,也可避免充液量过大时间歇沸腾和过渡沸腾;无芯热管在启动和升温过程处于间歇沸腾工况,剧烈程度随充液量减少而降低,试验中最优充液量为9 g。在工程范围内,倾角对热管传热性能的影响可忽略。在试验状态下有芯钾热管启动性能优于无芯钾热管。     

点火托卡马克等离子体芯部的新经典杂质输运

在假设杂质通量受新经典输运支配的条件下研究了点火聚变堆（ITER FDR）芯部的杂质行为。估计两种温度分布的平衡杂质分布，并与芯部扩散系数为Dan=0.5m^2/s的纯反常扩散结果作了比较。将所有相关等离子体粒种的碰撞考虑进去，计算了新经典通量。芯部的扩散系数低于0.1m^2/s，并随杂质Z的增加而减小。平均漂移速度总是向外，并引起对高Z元素的有效屏蔽。由于扩散系数小，芯部的He浓度分布猛烈上升。轴上氢浓度为CHe≈15%-17%。与用纯反常输运和CHe≈9%的轴上氦浓度作出的计算结果相反，He密度不仅由再循环边缘源确定而且由低的芯部输运、增强的稀释和减小的聚变源的相互作用确定。增强的稀释使总的聚变功率下降8%--11%。当Dan^He=0.2m^2/s的氦有一个附加反常芯部扩散，He的中心浓度下降到CHe≈10%。     

有限角CT法检测碳纤维复合芯导线内部缺陷

介绍了一种用于碳纤维复合芯导线内部缺陷检测的有限角CT检测方法.通过对比实验,验证SART+ L0图像重建算法在不同扫描角度范围下的图像重建效果.结果 表明:采用150°扫描范围的有限角CT检测方法,可清晰呈现碳纤维复合芯导线其内部结构和缺陷,可用于在役碳纤维复合芯导线的无损检测和质量评估,具有工程指导价值.     

Al丝物理状态调控及对芯晕演化特性的影响

基于快直线脉冲变压器(FLTD)平台开展了数十kA电流下Al单丝芯晕演化特性研究,实验发现丝过早发生电压击穿会减少丝芯的能量沉积,而晕等离子体的迅速发展将约束丝芯的进一步膨胀,降低丝芯膨胀速度。通过调整负载两端的初始电压、丝长及增加闪络开关等手段,抑制了Al丝的过早击穿,增加了早期能量沉积,获得了不同的丝芯物理状态(部分气化或完全气化)。Al丝的气化提高了丝芯膨胀速度,最高达11～14 km/s,晕等离子体发展缓慢,延缓了边界处不稳定性的出现,降低了后期m=0的发展速度。FLTD负极性输出时,Al丝沿轴向的极性效应更加明显,靠近阴极处丝芯膨胀慢,边界处晕等离子体密度高,不稳定性的发展速度快。     

内胶凝法制备HTGR燃料芯核

用内胶凝工艺研制了高温气冷堆(HTGR)燃料芯核,对该工艺的各个过程,如:缺酸硝酸铀酰(Acid Deficient Uranyl Nitrate)溶液和溶胶液的配制,分散溶胶成液滴并胶凝成固体微球、洗涤、干燥、煅烧,还原烧结等过程进行了系统的研究,并在1kg 级装置上进行了条件最佳化试验,确定了最佳工艺参数。本工艺制备的 UO_2燃料芯核密度达98%理论密度以上 O/U 比为2.000±0.005,圆球度(D_(max)/D_(min))达1.03,破碎强度为2kg,闭孔尺寸为1μm 左右。各项性能符合我国10MW HTGR 燃料元件的要求。     

基于绝缘芯平面变压器的新型高压直流电源的调试及输出特性

介绍了一种以绝缘芯平面变压器为核心部件的新型高压直流电源的原理和基本结构,并给出了自行设计的实验样机的参数。对样机进行了调试,并测量了不同负载下电源的输出特性,发现在负载较重时电源会出现明显的压降。建立合理的等效电路和参数模型,对导致压降的原因进行了理论分析,进而提出了相应的解决方法,并进行了实验验证。结果证明,在负载较重时,绝缘芯平面变压器中的压降主要由漏磁引起,此问题通过调整功率因数解决。     

Thermophysical and mechanical properties of CrB and FeB

ABSTRACT

Fuel debris in the Fukushima Daiichi nuclear power plant is thought to contain borides that are generated from B₄C control material. In order to successfully devise methods to effectively remove the debris material, characterization of the properties of the fuel debris is essential. This paper presents some of the thermophysical and mechanical properties of two types of borides, FeB and CrB, and compares them with those of Fe₂B and ZrB₂. These are the representative borides that might have been generated in the Fukushima Daiichi (1F) nuclear power plant accident. We observed that the thermal conductivity values of both CrB and FeB are much lower than that of ZrB₂, and are similar to that of Fe₂B. Moreover, the Vickers hardness and fracture toughness of FeB and CrB are almost identical to each other, and similar to those of ZrB₂ and Fe₂B.     

L边密度计稳定性监控及U、Pu测量

本文采用金属Zr片作为质控样品监控L边密度计的长期稳定性,在此基础上采用L边密度计测量系列水相U标准溶液和水相Pu标准溶液,绘制水相U工作曲线和水相Pu工作曲线,建立了L边密度计测量U、Pu的分析方法,并采用该工作曲线测量了系列U和Pu标准溶液。结果显示,该方法既可测量水相U、Pu,也可测量有机相U、Pu,对于10 g/L以上的U溶液,测量结果的相对偏差小于5%;对于5 g/L以上的Pu溶液,测量结果的相对偏差小于1.7%。以上结果表明,本文所建立的L边密度计测量U、Pu的方法准确度良好,可用于实际U、Pu的测量。     

丝状真菌F54的分离鉴定及其对铯的吸附特性

从新疆放射性污染土壤样本中,采用微生物分离方法,结合压力试验及吸附实验,获得一株对放射性核素污染具有修复能力的土著丝状真菌F54。通过形态学、分子生物学鉴定及Biolog碳源利用实验,F54为镰刀霉菌属真菌,与Fusarium oxysporum strain ATCC MYA-3931同源性最高。最适宜生长条件是:马铃薯葡萄糖培养基,30℃,pH=7.0。菌株F54吸附Cs+的最佳条件是:pH=7.0,30℃,伴随生长进行吸附约3~4d,吸附率最高能达到约84%,常见金属阳离子K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Al~(3+)、Fe~(3+)对其吸附均有一定的抑制作用。菌株F54能够耐受10kGy的钴源照射,对重金属离子Ni~(2+)、Cr~(3+)、Zn~(2+)、Co~(2+)、Pb~(2+)、Hg~(2+)均有较高耐受性,对放射性137 Cs的吸附率为62%。菌株F54在有较高的重金属离子混合污染的放射性环境中具有一定的修复应用潜能。     

Distribution and Fixation of Cesium and Strontium in Zeolite A and Chabazite

The selective removal and fixation of Cs and Sr have been studied in zeolite A and chabazite. Cesium ion was preferentially distributed into chabazite with a high distribution coefficient (K _Cs>10³ cm³·g^?1) in the presence of NaCl (10^?1 mol·dm^?3). The K _Sr values for zeolite A attained about 10³ cm³·g^?1 in the pH range of 8～10, and they gradually decreased with an decrease in pH.

The initial rate of Cs adsorption was fairly fast in chabazite, and the adsorption ratio reached almost 100% within a few hours. The adsorption ratio of Sr in binderless A zeolite reached almost 100% after 15 h. The adsorption of Cs and Sr on these zeolites was followed by Langmuir-type isotherm. Cesium forms of these zeolites recrystallized to pollucite (CsAlSi₂O₆) above 900°C for zeolite A and above 1,200°C for chabazite. As for Sr forms, these zeolites changed to SrAl₂Si₂O₆ above 900°C.

These recrystallized phases were suitable hosts for the immobilization of Cs and Sr in the nuclear waste solutions.     

Distribution Coefficient of Cesium and Cation Exchange Capacity of Minerals and Rocks

The sorption behavior of cesium on a variety of minerals and rocks has been investigated by batch equilibration using ¹³⁷Cs. The distribution coefficient (K_d) of cesium increased with decreasing concentration of cesium and approached a constant value in dilute regions. The distribution coefficients determined at a trace level (K_dt,tr) differed more than four orders of magnitude strongly depending on the kinds of samples, for example, about 30 on quartz and 10⁵ on tuffs. The values of K_d,tr are related to the cation exchange capacity (CEC; meq/g) determined from the saturated sorption of cesium for individual samples as : log K_{d, tr} =log CEC + constant. Most K_{d, tr} values were found to approximately follow this linear relationship.     

X射线管原始谱和透射谱的测量及应用

本文基于COMET公司MXR225/22型X射线管,使用高纯锗探测器测量了X射线管大、小焦点几种管电压的X射线原始谱,并测量了小焦点下的初始透射谱,在此基础上测量了X射线穿过几种不同材质(铝、钛、铁和铜)吸收片的透射谱。结果表明：X射线管大、小焦点能谱近似相同,低能端X射线比重较大,原始谱中包含铜、银、钨和铅元素的特征峰;初始透射谱低能端硬化明显,并随着管电压升高,高能端所占比重增大,钨特征峰变得明显,X射线平均能量升高,能谱的X射线强度最大区域在最高能量的1/3附近;金属吸收片对X射线硬化明显,硬化效果强烈依赖于其原子序数。相关结果已在工业CT硬化校正中应用,重建图像质量得到改善。     

铀、钚氧化物氯化溶解技术进展

氧化物的溶解过程是氧化物乏燃料熔盐电解干法后处理工艺的关键步骤,溶解产物将为后续铀钚的分离回收提供原料。氧化物在熔盐体系中溶解度和溶解速率一般较小,为满足工艺需要,通常需要引入氯化试剂。使用不同的氯化试剂,其溶解机理有较大差异。通过广泛的文献调研,分析比较了各种氯化试剂在氯化过程中相关原理及特点,为我国开展铀、钚氧化物氯化溶解的研究提供指导。     

EAST安全巡检与联锁保护系统设计与实现

全超导托卡马克系统不同于常规托卡马克系统,有独特的运行特性和更高的运行风险.安全巡检与联锁保护系统是托卡马克系统中必不可少的-个重要组成部分.EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak)是我国自主研发的世界上第-个全超导托卡马克系统.本文详细分析了EAST的主要运行风险,针对运行风险制定的各子系统的安全监测和保护机制,及分布式 EAST 安全巡检与联锁保护系统的系统体系结构和系统的实现.EAST 已在中国科学院等离子体物理研究所建成并于2006年9月运行成功,获得等离子体,本系统已在EAST装置的2006-2007年度的几轮实验中成功应用.     

核设施及核材料安防系统的研究

介绍了一种具有防盗和辐射监控功能的核设施、核材料安防系统。其中,低电压电源空气电离室在γ（X）射线低辐射水平探测方面具有创新意义。为使可靠性提高,区域和中心控制器均采用双CPU结构。研制的监控微机使人机界面更友好。