核电站燃料元件UO_2芯块间隙无损检查仪

介绍了核电站燃料元件UO_2芯块的间隙无损检查仪。采用~(241)Amγ射线透射法,可以准确地检查出元件中芯块间隙的大小及位置。放射源活度为1.11×10~9Bq(30mCi),检查速度为1.5m/min时,可以准确地检查出最小间隙为0.4±0.05mm,置信度为95％。在间隙W_i≥1.3mm和0.5mm≤W_i≤1.3mm的间隙累计量ΣW_i≥7.6mm时,仪器发出判废信号,从而对元件棒实现自动分检。     

核电站燃料元件UO_2芯块中~(235)U同位素丰度无损分析方法

介绍了γ射线能谱法分析UO_2芯块的~(235)U同位素丰度的方法。采用单板机自动控制送样,带孔NaI晶体探测器与微机1024道脉冲幅度分析器组成测量系统,可连续测量多块样品,每个芯块的测量时间为100s,对3.00％的丰度来说,相对误差小于±0.5％,可信度为95％,当延长测量时间时,还可进一步提高精确度。     

核电站燃料元件UO_2芯块中~(225)U同位素丰度无损分析方法

介绍了γ射线能谱法分析UO_2芯块的~(235)U同位素丰度的方法。采用单板机自动控制送样,带孔NaI晶体探测器与微机1024道脉冲幅度分析器组成测量系统,可连续测量多块样品,每个芯块的测量时间为100s,对3.00％的丰度来说,相对误差小于±0.5％,可信度为95％,当延长测量时间时,还可进一步提高精确度。     

可控孔隙UO_2燃料芯块

UO_2燃料芯块的微观结构对燃料的堆内尺寸行为起决定性作用。采用U_3O_8添加剂可改善芯块微观结构,但同时使芯块密度下降,开口孔隙度增加进而导致吸湿加剧。因此,必须采用烧结性良好的UO_2粉末和合适的成型烧结条件以使开口孔隙度和细孔隙度降至最低。     

核电站燃料元件~(235)U丰度无损检查仪

介绍了燃料元件UO_2芯块中~(235)U丰度混料的无损检查仪(以下简称丰度仪)的研制和使 用情况。该丰度仪采用无源γ射线测量技术,使用带孔碘化钠晶体和四通道多路分析器,提高了检测效率,用平均值比较法处理数据降低了误检率。仪器结构简单,操作方便,为我国燃料元件生产提供了一种新的检测手段,已成功地用于秦山电站燃料元件生产检验。     

核电站燃料元件~(235)U丰度无损检查仪

介绍了燃料元件UO_2芯块中~(235)U丰度混料的无损检查仪(以下简称丰度仪)的研制和使用情况。该丰度仪采用无源γ射线测量技术,使用带孔碘化钠晶体和四通道多路分析器,提高了检测效率,用平均值比较法处理数据降低了误检率。仪器结构简单,操作方便,为我国燃料元件生产提供了一种新的检测手段,已成功地用于秦山核电站燃料元件生产检验。     

第二代核电站燃料元件~(235)U丰度无损检查仪

介绍了第二代核电站燃料元件~(235)U丰度无损检查仪的工作原理、结构及指标。该仪器和第一代丰度仪一样,也是采用无源γ射线测量技术,但电子学测量仪器和物理方法有较大改进,它使用了低本底带孔NaI晶体探头,八通道多道能谱分析系统。与第一代丰度仪相比较,在相同技术指标下,被检测的元件长度从2.5m增加到4m,检查速度从75mm/min增加到250mm/min,并能区别丰度相对偏差±10％的单个混料芯块。当检查速度为250mm/min时,漏检率小于0.5％,并能报出元件棒的~(235)U同位素丰度值。仪器结构紧凑,操作方便,自动化程度高。     

第二代核电站燃料元件~(235)U丰度无损检查仪

介绍了第二代核电站燃料元件~(235)U丰度无损检查仪的工作原理、结构及指标。该仪器和第一代丰度仪一样,也是采用无源γ射线测量技术,但电子学测量仪器和物理方法有较大改进,它使用了低本底带孔NaI晶体探头,八通道多道能谱分析系统。与第一代丰度仪相比较,在相同技术指标下,被检测的元件长度从2.5m增加到4m,检查速度从75mm/min增加到250mm/min,并能区别丰度相对偏差±10％的单个混料芯块。当检查速度为250mm/min时,漏检率小于0.5％,并能报出元件棒的~(235)U同位素丰度值。仪器结构紧凑,操作方便,自动化程度高。     

UO_2陶瓷板状燃料元件

本文介绍 UO_2 陶瓷板状燃料元件在研究试验堆、舰艇反应堆和小型动力堆中的应用,还简述了这种板状元件的制造工艺。     

UO_2燃料芯块总氢量的测定

UO_2燃料芯块的总氢量(氢、水等)的测定是核燃料元件生产中一项十分重要的质量检验。本文介绍用高温真空析出UO_2芯块中的氢、水和碳氢化合物气体,借助于700℃的铀还原炉还原出水和碳氢化合物中的氢,用质谱计测定总的氢量。投样器确保了芯块中的水份全部纳入总氢结果。用已知水含量的UO_2芯块测的回收率为91～104%,检测灵敏度为0.2ppm,实验误差分析表明:测定结果的准确度好于±15%。     

UO_2燃料芯块中氢和水份的研究

用质谱计研究了UO_2燃料芯块中的氢和水份。芯块中的含氢物主要是水份。而水份的来源有两个,一是UO_2芯块开口孔中残留的水;另一个是来自空气的吸附水。影响UO_2芯块水含量的主要因素是芯块的密度和空气的湿度。我们研究了93％TD～94％TD之间的UO_2芯块的等温干燥特性并给出了干燥UO_2芯块的适宜条件。     

UO_2窄板燃料元件的结构设计研究

小型核电站和船用动力堆,要求堆芯结构紧凑,变负荷特性好,寿期长,安全可靠,经济性好。由于 UO_2板形燃料元件单位体积内的发热面积较大,并且 UO_2能够达到较高的燃耗深度,所以采用这种燃料元件,是达到以上要求的有效方法之一。但是,目前的 UO_2板形元件存在许多缺点,例如,尺寸公差要求过严,制造工艺复杂,燃料浓度较高,增殖燃料太少,净消耗太多;布置可燃毒物不够方便;十字形控制棒通道有较大的水隙和局部通量峰等。因而结构复杂,制造困难。为了克服 UO_2板形元件的缺点,吸取板形和棒形元件的优点,既满足上述要求又便于制造,本文提出了研究设计窄板燃料元件的问题。     

UO_2-Er_2O_3燃料芯块的烧结工艺研究

对UO_2-Er_2O_3可燃毒物燃料芯块的烧结工艺进行研究。试验表明:烧结过程中选择生坯密度在55%~60%理论密度的生坯芯块,在1700~1750℃,H2气氛中烧结2~3 h,可得到完整度、密度、晶粒尺寸等性能满足要求的燃料芯块。     

UO_(2-x)燃料芯块的晶粒生长动力学

本文采用恒速升温和等温烧结实验方法研究了亚化学计量UO_(2-x)燃料芯块的晶粒生长动力学。结果表明,以UO_(2+x)+5%U为原料,可得到密度为94.91%TD～96.23%TD(TD为理论密度)、O与U的原子个数比为1.975～1.990的合格的亚化学计量UO_(2-x)燃料芯块;在烧结温度≤1 650℃时晶粒生长速率较低,在烧结温度≥1 750℃时晶粒生长速率较高;初始晶粒尺寸G_0不能忽略不计,亚化学计量UO_(2-x)燃料芯块的晶粒生长动力学符合4次方模型G~4-G■=k_0texp(-1 000Q/RT),晶粒生长速率常数k_0=78.76μm~4/h,激活能Q=433.35 kJ/mol。     

UO_2-多壁碳纳米管复合燃料芯块的制备工艺

分别采用热压烧结与无压烧结工艺制备了掺杂5%~20%多壁碳纳米管(MWNTs)的UO2复合燃料芯块,分析了芯块的性能。结果表明:乙醇湿法球磨可将MWNTs均匀分散到UO2基体中;热压烧结芯块随MWNTs含量的增加,芯块密度逐渐下降,MWNTs含量为5%的芯块密度为96.7%TD;无压烧结芯块随MWNTs含量的增加,芯块密度先升高后降低,MWNTs含量为12.5%的芯块密度最高,为97.2%TD;1 400℃、50 MPa热压烧结工艺,MWNTs与UO2基体未发生反应;1 750℃无压烧结工艺,MWNTs与UO2基体产生微弱反应生成少量UC相;SEM显示,MWNTs在UO2基体以沿晶和穿晶状态分布;在250℃,热压烧结UO2-10%MWNTs芯块热导率为6.76 W/(m·K),提高了20.28%;无压烧结UO2-12.5%MWNTs芯块热导率为6.65 W/(m·K),提高了18.33%。     

UO_2芯块气孔分布测定方法研究

通过大量的实验论证,确立了运用图像分析仪进行 UO2芯块气孔分布的自动测量方法,建立了完善的 UO2 芯块金相样品制备方法。对于 UO2芯块气孔分布测量,采用了多个物镜的组合测量法,使方法的有效测量范围达到 0～100 μm。重点论证了图像仪测量过程中各条件参数的设置方法,分析了各主要误差来源及误差计算方法。得出 UO2芯块气孔分布测量总相对误差优于 10%。     

堆内测量UO_2燃料元件的有效热导率

有效热导率是芯块热导率和气隙热导率的综合描述。本文推导了有效热导率表达式,测量在不同的反应堆功率下的有效热导率值,获得了当芯块中心温度为632～1988℃时的有效热导率数据。结果表明,有效热导率开始阶段随中心温度升高而升高,然后下降;当芯块中心温度大于1800℃左右时,有效热导率继续随中心温度升高而升高。文中讨论了芯块的形状因子、包壳材料和包壳内壁温度对有效热导率的影响。     

堆内测量UO_2燃料元件的有效热导率

有效热导率是芯块热导率和气隙热导率的综合描述。本文推导了有效热导率表达式,测量在不同的反应堆功率下的有效热导率值,获得了当芯块中心温度为632—1988℃时的有效热导率数据。结果表明,有效热导率开始阶段随中心温度升高而升高,然后下降;当芯块中心温度大于1800℃左右时,有效热导率继续随中心温度升高而升高。文中讨论了芯块的形状因子、包壳材料和包壳内壁温度对有效热导率的影响。     

堆内UO_2芯块热导率的测定

本文叙述堆内UO_2芯块热导率的测定,获得205°～2563℃范围内积分热导∫_(205℃)~TkdT～T的曲线,以及213～2500℃范围内芯块热导率数据,误差足8%。热导率k满足关系式:k=k_1 k_c=1/A BT CTe~(-e/kT),k_1是晶格热导率,k_c是电子热导率,A=7.01厘米°K/瓦,B=0.0189厘米/瓦,C=2.29×10~(-3)瓦/厘米,e=1.48电子伏。