350℃下长期时效对17-4PH不锈钢动态断裂韧性的影响

利用示波冲击试验系统研究反应堆用17-4PH马氏体不锈钢在使用温度（350℃）下长期(约11000h)时效过程冲击性能和动态断裂韧度的变化规律，并用扫描电镜观察分析不同时效时间的CharpyⅤ型缺口试样（CVN）的断口形貌。结果表明：该马氏体不锈钢在350℃长期时效的过程中，随着时效时间的延长,其塑性变形能E_PL和撕裂能E_TE以及冲击功E_t均随时效时间的延长而逐渐下降。根据示波冲击曲线获得了该钢的动态断裂韧度K_Id，其动态断裂韧度也随时效时间的延长而逐渐下降，并在试验的初始阶段下降很快，在试验的中后期下降较为缓慢。另外，该不锈钢的CVN冲击试样断口形貌随着时效时间的延长由韧性断裂机制的韧窝断裂为主向脆性断裂机制的准解理断裂和穿晶断裂为主变化。这些均说明，随着时效时间的延长，该材料的韧性降低，发生了脆化，且脆化主要发生在试验的初始阶段。     

核级石墨断裂力学性能研究

为研究核级石墨(IG11)的断裂力学性能,对单边切口的石墨梁进行三点弯曲断裂试验,采用电子散斑干涉(ESPI)技术测量梁试件表面的场位移。试验结果表明,石墨的起裂荷载为680~838 N,峰值荷载为845~974 N;峰值荷载处,裂纹口张开位移为0.088~0.091 mm,裂纹尖端张开位移为0.016~0.018 mm,裂缝长度约为25 mm;参照混凝土双K模型及线弹性断裂力学,确定石墨的起裂断裂韧度为0.96~1.19MPa·m~(1/2),失稳断裂韧度为1.61~1.85 MPa·m~(1/2),弹性模量为10.22 GPa。不同加载步的包裹相位图表明,石墨断裂过程区接近正方形,在峰值荷载之前,边长不超过3 mm;峰值荷载之后,边长在5~8 mm范围内变化。     

γ辐照对枯草芽孢杆菌营养体的损伤

选用不同剂量γ射线辐照枯草芽孢杆菌营养体,分别用细胞计数、黄嘌呤氧化及脉冲场凝胶电泳法分析了辐照后的细胞存活率、胞内SOD活性及细胞DNA双链断裂水平。研究发现,随着γ辐照吸收剂量的增大,细胞存活率不断下降;SOD活性随剂量的变化无明显的规律;DNA双链断裂水平与细胞存活率密切相关,DNA的释放百分比和断裂水平值随辐照剂量增加而不断增大。结果表明：γ辐照对枯草芽孢杆菌营养体有较高的灭活能力,其损伤效果可能与SOD活性及双链断裂相关。     

Ti-Al-Zr钛合金锻材的断裂韧度测定及分析

针对低强度高塑性的Ti-Al-Zr钛合金锻材的断裂韧度的测定工作，先根据GB4161-84《金属材料平面应变断裂韧度试验方法》．尝试了采用紧凑拉伸试样直接测定其KIC值，但试验后发现样品呈明显自争平面应力状态。分析原因后．根据GB／T 2358-94《金属材料裂纹尖端张开位移试验方法》采用多试样法，测定出各试样的裂纹尖端张开位移(COD)量。对从6个有效试样上获得的数据进行了处理．绘制出其δR阻力曲线．并拟合出阻力曲线方程。然后以启裂点(Δα=0)的裂纹张开位移量作为δc，换算出这种钛合金的平面断裂韧度KIC值．对样品断口进行SEM分析后，探讨了影响断裂韧度的各种因素．并提出了提高这种钛合金材料断裂韧度的途径。     

两种Fe含量下铸造U-2Nb合金的拉伸塑性

实验研究了两种Fe含量下铸造U-2Nb合金的室温拉伸性能.结果表明高Fe含量导致合金的脆性断裂,SEM分析发现脆性断裂包含沿晶和解理两种断裂机制.常规Fe含量的合金获得了高的拉伸塑性,断口呈现韧性穿晶断裂.     

以UF6水解液为原料制备AUC粉末

以UF₆水解液为原料，采用AUC工艺流程制备AUC粉末。研究了以UF₆水解液为原料制备AUC粉末的主要控制参数，讨论了氟体系制备的AUC粉末与硝酸体系制备的粉末性能间的各种差异。实验结果表明：以UF₆水解液为原料制备AUC粉末时，n（NH₃）/n（U）控制在26～30之间，沉淀时间控制在3～4h较为适宜；按此工艺生产的AUC粉末粒度约为30μm，松装密度为1.2～1.4g/cm³，组成恒定且质量稳定，重现性好；经分解还原得到的UO₂粉末性能稳定，烧结活性高，烧结密度大于97%T.D.（理论密度）。     

主管道用材中低加载速率下常温断裂性能研究

核电厂主管道在长期服役下,母材及焊接处可能出现裂纹,需要对主管道材料及焊接材料在中低加载速率下的断裂性能进行研究,避免主管道在强地震冲击下可能出现的双端剪切断裂。基于Instron VHS高速材料试验机,开发了一套材料在中低加载速率下的断裂性能测试方法,测量了核电厂主管道材料控氮00Cr17Ni12Mo2及焊接材料OK Tigrod 316L在0.5 m/s加载速率以内的常温断裂性能。结果表明,常温下核电厂主管道材料控氮00Cr17Ni12Mo2在0.5 m/s冲击速率以内并不启裂,焊接材料OK Tigrod 316L在0.5 m/s加载速率以内的断裂韧性并未出现明显的规律性变化。      

气流粉碎技术在UO2粉末制造工艺中的应用研究

本工作对气流粉碎技术在陶瓷UO2粉末制造工艺中应用的可行性、气流粉碎条件（进料速度、气流压力等）进行了试验研究。确定了进料速度为（100～150）kg/h和气流压力为（0.65～0.75）MPa为最佳气流粉碎条件。研究结果表明采用该技术，不仅能够较好地解决大颗粒UO2粉末的粉碎技术和环境污染等问题，同时还能进一步缩短重铀酸铵（ADU）脱氟还原的工艺过程。经脱氟还原后的UO2粉末不需预先进行稳定化和筛分处理而可直接进行气流粉碎，粉碎后的UO2粉末性能良好，满足产品技术条件要求。     

气流粉碎技术在UO2粉末制造工艺中的应用研究

本工作对气流粉碎技术在陶瓷UO2粉末制造工艺中应用的可行性、气注以粉碎条件（进料速度、气流压力等）进行了试验研究。确定了进料速度为（100－150）kg/h和气流压力为（0．65－0．75）MPa为最佳气流粉碎条件。研究结果：采用该技术，不仅能够较好地解决大颗粒UO2粉末的粉碎技术和环境污染等问题，同时还能进一步缩短重铀酸铵（ADU）脱氟还原的工艺过程。经脱氟还原后的UO2粉末不需预先进行稳定化和筛分处理而可直接进行气流粉碎，粉碎后的UO2粉末性能良好，满足产品技术条件要求。     

掺杂氧化铋混凝土的辐射屏蔽效果研究及其优化

将氧化铋以粉末形式添加到普通混凝土中,制备出绿色无污染且具有良好的?射线屏蔽性能的掺杂氧化铋的混凝土。相较于普通混凝土,氧化铋-混凝土的屏蔽性能及力学性能均得到改善。对比屏蔽性能实验结果及MCNP5(Monte Carlo N-Particle 5)模拟结果,二者相符很好,可以用MCNP5进行后期配合比设计优化。运用田口方法对水泥量、水胶比、氧化铋比例及砂率等进行优化设计。结果表明,对氧化铋-混凝土屏蔽能力影响最大的参数是氧化铋的加入量,其次为水泥量,水胶比及砂率的影响可忽略。     

HTR—10热气导管断裂事故下的扩散自然对流瞬态过程分析

热气导管断裂事故是１０ＭＷ高温气冷试验堆（ＨＴＲ－１０）的假想事故。为了分析该大破口事故初期的扩散自然对流的瞬态过程，本文提出了一个一维扩用自然对流模型，并用日本原子能研究院（ＪＡＥＲＩ）的倒Ｕ型管内的扩散自然对流实验验证了该模型。利用该模型分析了ＨＴＲ－１０热管导管断裂事故下的扩散自然对流过程。结果显示：经过４００００ｓ的时间延迟形成稳定的自然对流。     

高温气冷堆石墨构件断裂性能数值研究

为探究球床模块式高温气冷堆（HTR-PM）石墨堆内构件抗断裂破坏特性,提供石墨堆内构件设计和完整性评估的依据,利用经实验验证的基于内聚力模型的扩展有限元方法（XFEM）对球床模块式高温气冷堆侧反射层石墨砖的燕尾键 键槽结构进行了断裂性能的模拟分析,并对石墨断裂参数及几何尺寸等参数进行了敏感性分析。模拟结果显示：该石墨砖燕尾键 键槽结构的最大失效载荷P_max为50.7 kN,且随圆角半径而增大;P_max对石墨材料抗拉强度敏感,圆角越大越敏感,对材料断裂功、杨氏模量敏感度较小,但随着结构圆角变小变得相对更敏感,对泊松比几乎不敏感。分析结果与文献预测及实验结论具有较好的一致性。本文研究能对其他类型反应堆（如熔盐堆和快堆）的石墨构件断裂性能分析评价提供参考。     

犬骨型核石墨四点弯曲实验与模拟

核石墨是熔盐堆的关键材料之一,断裂性能是核石墨的重要属性之一。首先通过四点弯曲实验测量了犬骨型核石墨的断裂载荷,观察裂纹扩展路径再运用扩展有限单元法(Extended finite element method,XFEM)对这一实验过程进行了模拟。模拟得到的裂纹扩展路径和断裂实验结果有很好的一致性,证明利用XFEM可以准确地模拟核石墨的断裂过程。同时确定了适用于核石墨的断裂准则。     

B4C-Al中子吸收材料拉伸性能及断裂机理

为评价粉末冶金法制备的B₄C-Al中子吸收材料的力学性能,采用静态拉伸的试验方法研究板材的室温及高温拉伸性能,并运用扫描电镜进行断口形貌观察,对复合材料的断裂机理进行讨论。研究表明：室温下,B₄C质量分数为30%的B₄C-Al复合板材的屈服强度为200 MPa,抗拉强度为250 MPa,断后伸长率为2.5%;在实验范围内,随着温度的升高,材料的抗拉强度和屈服强度下降,并趋于一致,材料的断后伸长率增加并达到最大值。复合材料的断裂宏观表现为脆性断裂,断裂是由基体内微孔隙成核、聚集和基体与增强相的界面脱粘断裂的共同作用造成的。     

断裂韧度特征值的概率分析

针对断裂韧度的不确定性,利用概率理论揭示3试样最小值当量(MOTE)方法的统计意义。基于41个断裂韧度试验数据,通过对母体分布的抽样模拟试验数据,并采用MOTE方法确定模拟数据的断裂韧度特征值,计算其对应的失效概率,并与ASME方法进行对比分析。结果表明:在估计母体的低分位点值时,MOTE方法的置信度较低;采用多试验数据可以得到较为可靠的评定结果,但试验数据大于3时MOTE方法,也只有81.5%的置信度保证断裂韧度特征值低于ASME下限值。     

电子束辐照对医用一次性防护服材料断裂强力的影响

消毒灭菌是医用一次性防护服（简称医用防护服）生产过程中的重要环节,相比传统环氧乙烷灭菌,辐照灭菌更快速高效。由于医用防护服的防护性能有严格的标准要求,其材料的辐照效应具有重要研究意义。采用电子束加速器分别对聚丙烯（PP）、聚酯纤维（PET）、特卫强（Tyvek）3种材料的医用防护服样品进行不同吸收剂量的辐照处理,并进行不同时间的老化试验。针对GB 19082-2009中与辐照效应相关的主要性能指标进行测试。结果表明,50 kGy以下吸收剂量的电子束辐照对上述3种材料医用防护服的抗渗水性、抗合成血液穿透性、过滤效率等性能影响较小,但对PP和Tyvek材料的医用防护服断裂强力影响较大。通过双因素方差分析研究辐照和老化两种因素对上述3种材料医用防护服断裂强力影响的显著性。结果表明,吸收剂量和老化时间分别有不同的影响,其中吸收剂量对PP材料医用防护服样品断裂强力影响最显著。经验证,提升PP材料医用防护服的初始断裂强力,可使其辐照后性能满足标准。     

核电厂通风系统电机轴断裂根本原因分析

本文针对岭澳核电站通风系统电机轴断裂事件,从电机轴可能断裂的故障模式出发,综合运用金相分析、电镜扫描、光谱元素测定、力学计算分析等方法,结合现场维修改造及实验测试反馈,逐一对轴断裂可能原因进行了分析论证和逻辑推理,最终找出了轴断裂的根本原因与促成因素,同时从电机维修管理和控制调节方面提出了有效的改进措施。     

电离辐射致DNA双链断裂研究方法及统计模型

DNA既是生命物质中信息的载体,也是辐射生物效应最主要的靶分子.电离辐射通过射线的直接作用和间接作用引起DNA分子的多类型损伤,其中DNA双链断裂(Double-strand breaks,DSB)是辐射引起的各种生物效应中最重要的原初损伤之一,成为辐射生物学研究的重点.目前DSB研究的主要方法包括拉曼光谱技术、原子力显微镜、单细胞凝胶电泳、脉冲场凝胶电泳、γH2AX分析技术、早熟染色体凝集等,研究DSB的统计模型包括随机断裂模型、Moment法、Tsallis熵模型、平均分子量法,在此均得到总结,最后探讨了DSB辐照热点的研究前景.     

ADU两步沉淀条件研究

研究了由六氟化铀水解液制取适于制备高活性可烧结UO_2粉末的ADU沉淀物的两步沉淀工艺,推荐了ADU两步沉淀工艺的最佳沉淀条件。研究结果表明,当控制一级沉淀的pH值3.0～4.0,沉淀温度30～40℃,ADU浆体中絮凝剂(PAM)浓度0.05g/L时,采用该工艺制备的ADU粉末具有颗粒细、表面发达,比表面积高(24～30m~2/g)等优点;制备的UO_2粉末活性高、烧结性能好,基体密度(水测密度)≥96.5％T.D.。     

中子辐照后B_4C/Al材料断裂机理分析

为评价辐照对B_4C/Al中子吸收材料力学性能的影响,测试了B_4C/Al中子吸收材料辐照前后的硬度、拉伸性能,并采用扫描电子显微镜(SEM)进行断口观察和显微组织分析,探讨断裂机理。结果表明:辐照后B_4C/Al中子吸收材料洛氏硬度升高,屈服强度上升37 MPa,抗拉强度上升32 MPa,断裂伸长率下降3.6%;辐照前后B_4C/Al中子吸收材料拉伸试样均为脆性断裂;辐照后Al基体的位错增殖以及B_4C颗粒与Al基体界面变化是导致B_4C/Al中子吸收材料力学性能提高的主要原因。