铀的腐蚀与防腐蚀技术研究

铀是一种非常重要的战略核能源材料,核能技术的和平利用扩大了铀材料的应用领域.纯铀又是化学活性极强的材料,裸露的纯铀在大气中放置很短的时间就会在其表面产生氧化和腐蚀,这对材料的使用和存储带来危害.因此,对铀材必须实行表层保护或整体合金化才能增强其抗腐蚀效果,从而达到预防铀的老化和延长其存储期的目的.从铀材料的应用对抗腐蚀性能要求出发,重点论述了铀的腐蚀行为、不同温度和湿度下铀的氧化反应规律以及对其研究的历史和现状等.综合评述了铀的防腐涂层方法的研究(铀的整体合金化、表面涂层技术、利用化学反应制备保护层、离子注入保护和激光表面改性等5个方面).     

超高真空磁控溅射法沉积铀薄膜及其表面状态

铀薄膜有助于原子参数的测试研究,目前对铀薄膜研究的报道较少.利用超高真空磁控溅射法在单晶Si片上制备了铀薄膜.通过扫描电子显微镜(SEM)对铀薄膜的表面形貌进行了观察,利用X射线光电子能谱仪(XPS)及X射线衍射仪(XRD)对铀薄膜的表面结构及元素状态进行了分析和表征.结果表明:铀薄膜呈片状式生长,比较致密、连续,表面由铀及氧化铀组成,之下为纯铀.     

铀及铀合金防护镀层的研究进展

铀是一种非常重要的战略核材料,纯铀又是化学活性极强的材料,在大气中放置很短的时间就会在其表面产生氧化和腐蚀.因此,对铀材必须实行涂层保护或表面合金化才能增强其抗腐蚀效果.从离子注入、离子镀以及表面合金化处理3方面综述了铀及铀合金的防腐涂层方法的研究.     

铀的表面防腐技术研究进展

金属铀因具有优异的放射性能在国防和核能领域具有重要的战略价值。然而,由于铀具有高的反应活性,在大气环境中极易被腐蚀。在众多防腐技术中,表面处理技术被广泛用来提高铀的耐腐蚀性能。聚焦铀表面防腐的需求,重点综述了表面合金化、电镀、离子注入、离子镀等铀的防腐技术的研究进展,并针对不同技术目前面临的难题,展望了其未来的发展。近年来,离子注入、离子镀技术成为铀防腐领域的研究重点,具有很大的发展潜力。然而,金属铀的防腐性能仍需更进一步提高,复合沉积技术可以结合各种技术的优点,有望制备出耐蚀性更好的铀表面防腐涂层。此外,高功率脉冲磁控溅射技术在防腐领域拥有较大的应用潜力,是制备铀表面高性能防腐涂层的潜在方法,值得进一步研究。另一方面,合理利用铀的氢化腐蚀特性,可能使该材料成为一种优秀的储氢材料。     

铀及铀合金的表面预处理和防护层的制备

铀是一种化学活泼和有毒害的金属。为了防护铀及其合金,本文介绍了对铀进行表面预处理及制备防护层的方法,实践证明,它们都是可行的。     

铀表面激光合金化处理层成分及相结构分析

应用激光技术对铀上铌镀层进行表面合金化处理,并应用能谱和X射线衍射仪对处理层中的铌元素分布和相结构进行了分析.结果表明,铌元素沿处理层深度方向有一定的浓度梯度,距离处理层表面越近,铌含量越高;处理层中铌和铀相互作用生成了相铀铌合金.     

八氧化三铀的检测技术研究进展

U₃O₈是铀及其合金的主要腐蚀产物之一,且容易从基体表面脱落,从而影响整个部件的使用性能。因此,对U₃O₈的准确识别是研究铀腐蚀过程的基础。本文简单介绍了U₃O₈的结构性质,并对其主要的检测技术进行了归纳和总结,包括拉曼光谱、红外吸收光谱、X射线光电子能谱、X射线衍射光谱、表面增强拉曼光谱等,并对不同氧铀比铀氧化物的谱图和影响U₃O₈谱图的主要因素进行了讨论与分析。     

微量铀分析仪校准方法

介绍了微量铀分析仪的原理和发展,分析了其校准的相关技术和要求。提出用稀硝酸体系低浓度的铀溶液作为标准物质。分析了环境温度对于仪器信号量的影响,校准时必需对温度进行控制。提出了使用相对固有误差来代表线性。     

铀钚金属表面抗腐蚀性研究进展

金属铀钚表面的腐蚀与防腐蚀一直受到关注,章综述了自1994年来作实验室在铀钚金属表面抗腐蚀性方面的研究进展。用X射线光电子能谱（XPS）、气相色谱（GC）等方法系统地分析研究了金属铀和U3O8与CO、CO2、H2等气体的相容性及其表面化学行为,铀试样在CO气氛中的贮存氧化增重及δ－Pu金属和铀试样在该气氛贮存期气相组成变化;应用改进的量子力学计算方法对金属铀钚化合物的分子结构、势能函数、光谱性质、热力学性质和动力学性质进行了系统研究;应用热力学平衡原理方法研究了铀和钚在还原气氛中的表面化学反应。通过实验与理论结合的系统研究,揭示了铀与上述气体介质相互作用的规律,得到一系列具有实际应用和理论意义的实验研究和理论计算结果,为进一步深化铀钚金属抗腐蚀研究奠定了基础。研究结果表明CO的存在有利于抑制铀钚金属的表面氧化腐蚀。     

金属铀热氧化腐蚀的红外和拉曼光谱分析

为了进一步认识金属铀环境腐蚀的规律,采用傅里叶变换红外和显微激光拉曼光谱技术,获得了金属铀与空气热氧化反应产物的红外和拉曼光谱图.实验结果表明,随着温度的升高,铀表面首先出现活性腐蚀亮斑,并逐渐积累长大,主要氧化产物UO2在260℃以上开始转化为U3O8.同时,200℃以上温度条件下,铀表面的热氧化腐蚀速率明显高于较低温度时的氧化反应.研究结果将为改善防腐措施、提高核燃料的安全可靠性提供有价值的参考信息.     

U和UO2状态方程研究进展

铀和二氧化铀都是核科学与核工程中的重要材料,长期以来都不缺乏对它们的状态方程的研究.它们生产、存储和使用的环境复杂,涵盖宽温、宽压、强辐照、表面辐射、氦泡演化等极端条件,需要从实验和理论出发获取不同温度和压力下的材料物性,如晶体结构、相变行为、压缩性质、弹性性质与输运性质.此外,它们都属于强关联电子体系,拥有丰富的相图与奇特的物理性质,因此在实验与理论上研究它们的状态方程等物性具有极大的挑战性,该项研究一直属于前沿研究的热点.数十年来,人们采取各种实验手段,对铀和二氧化铀的热力学物性进行了测量;但由于铀及其化合物的特殊性质,相关实验研究工作仍存在一定程度上的困难.而另一方面,自1990年代以来,随着第一性原理方法的发展,使用密度泛函理论(DFT)方法对铀和二氧化铀物理性质展开计算的工作也不断涌现,不仅与实验工作相互验证,而且填补了实验条件无法企及的极端条件下的参数空白.随着计算机软硬件和数值算法的发展,相关DFT方法已经获得了较大突破,对铀和二氧化铀状态方程的描述也更为准确.其中,修正电子多体关联效应的动力学平均场方法(DMFT)以及修正声子振动能的平均场势方法(MFP)等算法是值得研究者进一步关注的.本文就20世纪以来对金属铀和二氧化铀实验和理论状态方程的研究进展进行了梳理,先后针对实验测量和理论计算两方面的晶体结构和相变行为、准静态压缩与冲击绝热压缩曲线、弹性力学、输运性质进行了概括总结,并探讨了二氧化铀晶体缺陷行为的相关研究工作.此外,本文还利用第一性原理方法对铀和二氧化铀的状态方程做了简要的计算,验证了已有公开文献中的结果,这将有助于后续研究.     

Uranium Superconductivity Redux

Since the discovery of heavy-fermion superconductivity in uranium compounds in the early 1980s, other uranium compounds have been discovered that are fully as interesting to study. However, as we look forward in the year 2000, we now have higher-purity, single crystals of the element itself. Preliminary resistivity and ac susceptibility measurements show the improved quality of the samples and thus hold the promise of understanding many aspects of its superconductivity, which have remained untouched for almost 25 years.     

金属铀的氧化腐蚀及防护

铀的氧化腐蚀和防护研究是核材料研究领域的一个重要组成部分。综述了铀在U＋O2体系、U＋H2O(v)体系和U＋H2O（v)＋O2体系中的氧化行为与防护进展，包括氧化腐蚀机理、腐蚀形态、防护措施、防护机理以及防护的发展方向。     

中国铀矿采冶技术发展与展望

对中国铀矿采冶工业的发展作了全面的回顾,重点介绍了中国铀矿地浸、堆浸、原地爆破浸出技术的研究进展与应用水平;在对中国铀矿采冶形势和存在的问题分析的基础上,结合矿床资源的特点,指出了中国铀矿采冶技术发展的方向。21世纪中国铀矿冶工业面临新的发展机遇和挑战,只有开发新的采、选、冶技术,提高铀资源的利用水平,减少铀矿采冶对环境的影响,才能实现铀矿冶的可持续发展和经济与环境的协调发展。     

Preparation of Powdered Uranium Oxides by Denitration of Nitric Acid Uranium Solutions Using UHF Radiation

Radiochemistry - Denitration of nitric acid uranium solutions under the action of UHF radiation in ambient and reducing atmosphere in the presence of organic reductants containing amino groups...     

Development and Prospect of China Uranium Mining and Metallurgy

The development of industry of uranium mining and metallurgy in China has been reviewed generally, emphasizing on investigation approaches and application levels of uranium mining technologies such as insitu leaching, heap leaching, stope leaching: on the basis of analysis on status of uranium mining and metallurgy and problems existed, also considering the specific features of deposit resources, the development orientation of uranium mining and metallurgy in China is pointed out. The industry of China uranium mining and metallurgy is faced to new opportunity of development and challenge in 21st century, the only way to realize sustainable development of uranium mining and metallurgy and harmonious development between economy and environment is to develop new technology on mining, ore beneficiation and metallurgy, increase the utilization level of uranium resources, low down impact on environment caused by mining and metallurgy.