28 封闭式火焰原子吸收法测定高放废液中的Na和Fe

本工作研究建立了封闭式火焰原子吸收法测定高放废液中钠、铁元素的方法。高放废液中含有少量的钚、镎和大量的裂变产物，用火焰原子吸收法在测量过程中产生气溶胶。为此，设计了专用手套箱，并与原子吸收仪结合在一起，形成一套完整的专用设备，较好地解决了对放射性气溶胶的屏蔽。改造后的仪器可直接测量高放废液样品。测量稳定性好，操作简便、快速，一分钟可以测定2～3个样品。     

封闭式火焰原子吸收法测定高放废液中的Na和Fe

本工作研究建立了封闭式火焰原子吸收法测定高放废液中钠、铁元素的方法。高放废液中含有少量的钚、镎和大量的裂变产物,用火焰原子吸收法在测量过程中产生气溶胶。为此,设计了专用手套箱,并与原子吸收仪结合在一起,形成一套完整的专用设备,较好地解决了对放射性气溶胶的屏蔽。     

池式钠火事故下燃烧产物气溶胶行为研究

在钠冷快堆的安全评估中,分析钠泄露导致的池式钠火事故下燃烧产物的气溶胶行为尤为重要。本文采用将池式钠火燃烧模型与气溶胶动力学模型耦合的方式,开发了池式钠火事故下燃烧产物气溶胶行为分析程序REBAC-SFR,基于该程序模拟了SAPFIRE-D1和ABCOVE池式钠火实验,并与实验数据进行了对比。结果表明,本文开发的程序具有良好的可靠性和正确性,可为钠工艺间内池式钠火事故下燃烧产物气溶胶行为分析研究提供理论工具。      

8 CEFR放射性钠火风险分析

对CEFR的研究发现，一回路外的钠净化管道或阀门破裂将导致放射性钠火事故发生，其中309／1设备间的泄漏后果最严重。采用概率安全评价技术对该事故进行放射性风险分析，依据钠泄漏及钠火发生后相关系统的响应特性，确立了44个事故序列，建立了事件树．故障树模型。对模型进行定量分析后获得了该事件的厂内、外放射性风险，并通过对计算结果的分析，找出风险支配性因素，相应提出降低风险的措施。在整个分析过程中应用了概率安全分析软件、池式钠火分析程序及高架点源气溶胶扩散程序，获得了事故序列发生频率、钠气溶胶排放量、各种情况下高架烟囱周围3公里范围内的剂量分布等定量分析指标。     

旋风组钠气溶胶去除系统性能验证

钠气溶胶是钠冷快堆发生钠火时产生的特征性产物,需通过除尘净化系统对钠气溶胶进行去除净化,以减少排放到环境的放射性剂量和钠气溶胶浓度。采用干式气固分离路线,设计了一套旋风组钠气溶胶去除系统,通过开展真实钠火环境下的钠气溶胶去除试验,考察了金属钠燃烧过程中钠气溶胶浓度变化、粒径分布、压降、去除效率等主要参数,最终认为该系统对钠气溶胶具有很高的去除效率。     

雾状钠火钠滴燃烧比率的模拟及应用

将雾状钠火中钠滴的燃烧分成预燃阶段和燃烧阶段,利用雾状钠火程序计算得到钠滴燃烧比率和时间的关系曲线,分别用幂函数、指数函数和线性函数对曲线进行拟合,拟合效果较好。拟合函数中包含钠滴下落时间和钠滴最大燃烧比率等参数,这些参数可通过钠滴下落燃烧试验或雾状钠火程序计算得到。通过推导得到了雾状钠火燃烧和单个钠滴燃烧的关系,钠滴燃烧比率的拟合函数被用来模拟雾状钠火燃烧的过程,包括用于计算已燃烧的钠质量、空气中未燃烧的钠质量、进入钠池的钠质量和雾状钠火的燃烧速率。当雾状钠火燃烧过程中钠泄漏流量恒定不变时,空气中未燃烧的钠质量和钠泄漏流量呈正比,雾状钠火的燃烧速率和钠泄漏流量呈正比。雾状钠火的燃烧速率和钠火造成的事故工艺间内的温度与压力变化直接相关。雾状钠火的燃烧速率被用来求解钠气溶胶的生成速率、钠燃烧火焰层和空气之间的传热、钠燃烧火焰层和墙壁之间的传热。总之,使用简单的函数模拟钠滴的燃烧比率曲线,将雾状钠火燃烧当成事故工艺间的热源和钠气溶胶源作为输入,便可模拟雾状钠火的整个燃烧过程,计算得到工艺间温度、压力和钠气溶胶浓度的变化。钠滴的燃烧比率曲线、雾状钠火的燃烧速率曲线还可与试验数据进行对比验证后作为雾状钠火模拟的输入,这种模拟方法可用于钠火事故安全分析中雾状钠火的模拟。     

雾状钠火钠滴燃烧比率的模拟及应用

将雾状钠火中钠滴的燃烧分成预燃阶段和燃烧阶段,利用雾状钠火程序计算得到钠滴燃烧比率和时间的关系曲线,分别用幂函数、指数函数和线性函数对曲线进行拟合,拟合效果较好。拟合函数中包含钠滴下落时间和钠滴最大燃烧比率等参数,这些参数可通过钠滴下落燃烧试验或雾状钠火程序计算得到。通过推导得到了雾状钠火燃烧和单个钠滴燃烧的关系,钠滴燃烧比率的拟合函数被用来模拟雾状钠火燃烧的过程,包括用于计算已燃烧的钠质量、空气中未燃烧的钠质量、进入钠池的钠质量和雾状钠火的燃烧速率。当雾状钠火燃烧过程中钠泄漏流量恒定不变时,空气中未燃烧的钠质量和钠泄漏流量呈正比,雾状钠火的燃烧速率和钠泄漏流量呈正比。雾状钠火的燃烧速率和钠火造成的事故工艺间内的温度与压力变化直接相关。雾状钠火的燃烧速率被用来求解钠气溶胶的生成速率、钠燃烧火焰层和空气之间的传热、钠燃烧火焰层和墙壁之间的传热。总之,使用简单的函数模拟钠滴的燃烧比率曲线,将雾状钠火燃烧当成事故工艺间的热源和钠气溶胶源作为输入,便可模拟雾状钠火的整个燃烧过程,计算得到工艺间温度、压力和钠气溶胶浓度的变化。钠滴的燃烧比率曲线、雾状钠火的燃烧速率曲线还可与试验数据进行对比验证后作为雾状钠火模拟的输入,这种模拟方法可用于钠火事故安全分析中雾状钠火的模拟。     

滤膜对α-放射性气溶胶取样性能研究

α-放射性气溶胶取样膜是放射性气溶胶监测系统的重要组成部分,选择过滤效率高、自吸收小及高表面收集特性的滤膜,将有利于提高监测速度和被测α的能量分辨率,后者有利于α辐射体的准确监测和成分分析。研究选用三种不同类型滤膜采集氡子体气溶胶,测定了滤膜对气溶胶取样的过滤效率、自吸收因子、表面收集特性以及阻力与流量的关系参数。在气溶胶浓度、取样流量和取样时间相同的条件下,平均孔径为0.8μm的混合纤维素酯滤膜的过滤效率最高,自吸收损失较小;孔径为0.4μm的重离子微孔滤膜的自吸收损失最小,表面收集特性优越,对于提高监测分辨率具有优势;玻璃纤维滤膜的阻力小,适合大流量取样条件下采用。     

FAAS法测定α—Zr固溶体溶出物中Sn,Fe,Cr的含量

叙述了火焰原子吸收分光光度法（ＦＡＡＳ法）直接测定非水解电液中Ｓｎ，Ｆｅ和Ｃｒ离子浓度的方法，该法采用标准曲线法，直接吸样品溶液，并用与电解液介质成分相匹配的乙醇，正丁醇，高氯酸混合基体溶液配制标准液，Ｓｎ，Ｆｅ直接测定，Ｃｒ用标准加入法校准。当采用多点校准曲线时，Ｆｅ，Ｃｒ和Ｓｎ的相关系数分别为０．９９９３，０．９９９８和１．００００。同时，进行了４种合金成分间相互干扰及主要共存元素对被测元素的     

CONTAIN-LMR程序中池式钠火事故分析计算模型的验证

CONTAIN-LMR是针对以液态钠为冷却剂的反应堆而开发的安全壳事故一体化分析程序。我国目前的CONTAIN-LMR程序版本为2000年左右从法国引进,还未进行过面向工程设计的系统性地程序开发和验证。本文主要针对CONTAIN-LMR程序中模拟池式钠火事故的分析模型进行详细分析,并采用国际上的池式钠火实验进行验证,实验验证结果表明CONTAIN-LMR程序可以较准确地模拟池式钠火事故造成的钠工艺间内的温度、压力升高及放射性钠气溶胶行为。本文的研究结果初步表明CONTAIN-LMR程序可用于钠冷快堆的钠火事故分析。     

空中取样用几种过滤材料阻力特性及过滤效率的测定

介绍了空中取样用的滤布１号、丝棉１号和丝棉２号等３种常用滤料，用凤洞测定了它们的阻力特性，用火箭采集样品和用放射性气溶胶法测定了它们的过滤效率。     

放射性气溶胶捕集技术的初步研究

放射性气溶胶的捕集技术是气溶胶放化分析的前提,对其进行研究有利于促进气溶胶放化分析的发展。本工作通过使用不同滤材的组合,构建气溶胶过滤器,研究放化分析的气溶胶取样技术,实验结果表明:金属烧结毡与高效滤材进行组合后,其捕集效率达到98%以上,利用爆竹爆炸产生的气溶胶,进行模拟取样实验,在30min内可获得100mg以上的0.5μm以上粒径的气溶胶,满足放化气溶胶取样的要求。     

核电厂通风系统高效过滤器现场检测方法改进

荧光素钠法是核电厂通风系统高效过滤器效率现场检测方法之一, 在检测过程中部分系统为不可用状态。本文通过对检测方法进行分析并进行现场验证, 提出通过提高荧光素钠发生器的气溶胶质量流量和采样流量以缩短通风系统不可用状态持续时间的改进措施。     

X-ray absorption in atomic potassium

A new high-temperature absorption cell for potassium vapor is described. X-ray absorption coefficient of atomic potassium is determined in the energy interval of 600 eV above the K edge where thresholds for simultaneous excitations of 1s and outer electrons, down to [1s2p] excitation, appear. The result represents also the atomic absorption background for XAFS (X-ray absorption fine structure) structure analysis. The K ionization energy in the potassium vapor is determined and compared with theoretical data and with the value for the metal.     

Description of Aerosol Release Associated with Sodium Burning

Incipient temperatures of sodium oxidation, sodium oxide aerosol release and sodium ignition were observed in relation with oxygen concentration in supplying gas by a thermobalance method. On this results, a burning rate and an aerosol release fraction were determined by burning about 0.5 g of sodium samples on a crucible in a burn tube under conditions ranging 400 to 600°C in sodium temperature, 0.1 to 1.0 Nl/min in the supplying gas flow rate and 2.5 to 20v/0 in the oxygen concentration.

Particle sizes of sodium aerosols released from the samples made a log-normal distribution, of which mass median diameter ranged from 0.6 to 2.0 μm. The burning rate increased with the increases of the sodium temperature, of the gas flow rate and of the oxygen concentration, and the aerosol release fraction also increased in proportion to the burning rate at fixed oxygen concentrations. It was found that the aerosol release rate defined as a product of the burning rate and the aerosol release fraction describes fairly well not only the present experimental data but also reported ones.     

用于放射性气溶胶在线富集进样的狭缝虚拟撞击器的研制

为满足环境气溶胶在线进样的要求,改善电感耦合等离子体质谱计(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry,ICP蛳MS)对粒子中待测核素的探测限,研制出一套具有低流量、低压降特点的狭缝虚拟撞击器,可作为气溶胶在线富集进样系统的关键部件与ICPˉMS联用。本文介绍了该狭缝虚拟撞击器的研制情况:首先由ICP蛳MS的进样条件,根据经验公式完成了理论设计,确定进样流量为11L/min,强流与弱流的流量比为10,喷射狭缝宽度为1mm,长宽比为10;然后用计算流体动力学软件Fluent R对上述结构内部的流场和粒子运动径迹进行了数值模拟,考察了喷射狭缝与收集狭缝的间距G、收集狭缝的宽度Wc及其进口曲率半径的加工偏差对收集效率的影响,得到了较优化的取值范围:G取1.0～1.2mm,Wc取1.4～1.6mm,此时的切割粒径D50约2.5μm;加工出狭缝虚拟撞击器的原型装置,对其分别用室内空气气溶胶和荧光素钠标记的单分散油酸粒子进行富集性能测量。实测结果表明:空气动力学等效直径在2.5～5μm范围内的粒子浓度得到了明显富集,5μm的粒子的富集因子达到极大值7。     

固态气溶胶吸湿生长对过滤器检测效率的影响

本文使用加湿串联差分迁移分析仪（HTDMA）系统,研究了荧光素钠气溶胶在不同相对湿度（RH）环境中粒径的变化规律及对现场过滤效率的影响,且与NaCl气溶胶进行了对比。研究结果表明,荧光素钠气溶胶无潮解点,其粒径随相对湿度的增大而增大;NaCl有明显的潮解点,在小于75%相对湿度时,其粒径基本不变。随相对湿度的增加,直径为100 nm的荧光素钠测得的效率逐渐降低,而直径为100 nm的NaCl测得的效率在75%相对湿度以下时基本保持不变,但在大于75%相对湿度环境中大幅下降。因此,从气溶胶吸湿性能的角度来说,作为现场检测用的固态气溶胶,若保证环境相对湿度小于75%,NaCl和荧光素钠均可用于过滤器现场检测,且前者性能优于后者,但当相对湿度大于75%时,NaCl气溶胶已不能用于现场检测用途。     

在线进样ICP-MS用于239Pu气溶胶活度浓度连续监测技术研究

为了弥补传统场所α气溶胶实时连续监测技术在后处理等场所239Pu气溶胶活度浓度连续监测方面探测能力和响应速度方面的不足,本文开展了基于ICP MS的空气中239Pu气溶胶连续监测技术研究。通过对气溶胶直接进样方法、ICP MS连续测量定量方法、238U干扰等方面研究工作的开展,建立了基于ICP MS、气溶胶直接进样系统和膜去溶雾化器联用的场所239Pu气溶胶活度浓度连续监测技术。在单次测量时间为1 min的情况下,依据ISO 11929（2019）计算得到本系统对239Pu气溶胶判断限和探测限分别为124×10-5 Bq/m3和248×10-5 Bq/m3,优于传统的基于PIPS的α气溶胶实时连续监测系统,远低于239Pu的导出空气浓度限值,证明该技术可为相关工艺场所239Pu气溶胶活度浓度连续监测提供快速高效的技术支持。