一种复合型核电池的理论设计

在各类核电池中,直接接收型核电池的结构最简单,但其效率不高。部分原因在于很多带电粒子反向发射,被发射极自吸收而产生废热。考虑到如何把燃料产生的废热利用起来,设计了一种复合型核电池的结构,即在直接接收型核电池结构的基础上,加上热电转换装置,把直接接收型核电池产生的废热转换为电,进而可以明显地提高整个电池1%左右的效率。     

β辐射伏特效应核电池的研发现状

近年来,关于β辐射伏特效应核电池的研究主要集中在放射源的选取以及新型半导体材料器件的加工工艺等方面。从能量转换机制、放射源的选择、换能器件材料的选择、电池的输出性能和能量转换效率等方面对β辐射伏特效应核电池进行了讨论和分析。最后对核电池的研究方向和应用前景进行了展望。     

放射性同位素衰变能发电机制的研究与探索

报道了国际上有关放射性同位素电池研究的最新动态。首次提出了利用β粒子的电磁辐射实现由核衰变能向电能直接转换的基本设想，并制定了具体的与β伏特效应相结合的技术路线。以期在实验上获得空前的能量转化率，在核衰变能发电机制研究领域取得突破性进展，同时为核废物的再利用探索新途径。研究结果表明对９０Ｓｒ－９０Ｙβ源理论上可达到６２％的能量转换率极限，实验能量转换率可望达到２７％。     

核能电池

核能电池是指从放射性的衰变转换到电的能量转换。目前常用的有α和β粒子与P-N结一起构成的微型电池,β伏打微电池,它是将β粒子的能量直接转变为电能,这种电池体积小、重量轻、结构简单、独立操作性好,可有效地应用于航空、航天领域,可以作为系统的1个单元集成在系统中。电池使用寿命长,可不问断供电数10a,这些都可满足MEMS体系对能源的要求。     

裂变电池反应堆的热工水力特征概念分析

美国能源部核能研究创新(NERI)小组的直接能源转换(DEC)项目的目标是开发适合于商业应用的直接能源转换工艺。直接能源转换的定义是不使用中间热工艺就可以将任何裂变过程转变为有用的能源。该项目包括裂变电池(FEC)的研究。FEC特有的部件是通过真空与电池其它部分隔离的阴极。这种布置的潜在问题是阴极捕获能量，使温度上升，结果有可能导致结构问题和气体释放。本文描述了为了解决这种问题和其它相似的热工问题所进行的工作。本文描述了热模型的开发工作，在其整个设计模型中统筹考虑了热力学和传热方面的问题。热模型从能量平衡开始，利用传热学方法建立了温度和系统运行参数之间的一般关系，最后在模型中使用公开的关系式将一般参数与具体的几何配置联系起来。热模型验证了典型裂变电池是一种低能量密度装置，结果是其传热机制可有效地传送系统所产生的所有废热。这使得设计在概念层次上有可能利用运行温度来优化系统的运行和经济性。同时，该模型在某种程度上也验证了热的积累与系统工作电压间的联系不大。     

便携式核仪器电源的设计

如何为便携式产品供电一直是备受关注的话题,各种新型的电池及电源管理器件的应用,为人们的生产生活带来巨大方便,在便携式仪器应用上,以可充电电池的应用较为广泛,但是在某些不方便充电的特殊应用场合,充电式电源的便利性就会受到限制,本文便是探讨如何利用可充电电池与传统的碱性干电池相结合,为便携式仪器供电.     

各向同性固体核径迹探测器蚀刻速率比为变量时径迹蚀刻动力学模型

建立了起各向同性的固体核径迹探测器在蚀刻速率比为变量时,径迹蚀刻过程的动力学模型,提供了一整套蚀刻参数的计算公式,克服了简化近似模型所带来的计算误差,提高了α谱、质子谱等的能量分辨率。     

各向同性固体核径迹探测器蚀刻速率比为变量时径迹蚀刻 …

建立了起各向同性的固体核径迹探测器在蚀刻速率比为变量时，戏迹蚀刻过程的力学模型，提供了整套蚀刻参数的计算公式，克服了简化近似模型所带来的计算误差，提高了α谱，质子谱等的能量分辨率。     

质子入射能量Ep≤100 MeV的(p,n)反应激发函数半经验计算方法

基于核反应的蒸发模型和预平衡激于模型，在靶核质量数为30≤A≤140、质子入射能量Ep≤100MeV范围内，对上述模型理论进行了简化，得到了计算(p，n)反应的激发函数的半经验公式。计算结果与已有实验数据的核索符合很好，同时得到了有关参数的系统学公式。     

半导体器件在辐射作用下的电学输出性能研究

半导体结型器件是决定辐射伏特效应同位素电池能量转换效率的核心部件。采用加速器产生的不同能量电子束和63Ni源的β射线对硅基PIN结型器件进行辐照,在线测量了其电学输出性能。当电子束能量为18 keV,可得到大于4%的能量转换效率;电子束能量为6 keV,能量转换效率在0.16%～0.33%之间; 活度2.96×108 Bq的63Ni源片辐照的能量转换效率为0.1%左右。     

Analysis of Power Model for Linear Plasma Device

A single cathode linear plasma device has been designed and constructed to investigate the interactions between plasma and materials at the Sichuan University. In order to further investigate the Ohmic power of the device, the output heat load on the specimen and electric potential difference(between cathode and anode) have been tested under different discharge currents. This special power distribution in the radial direction of the plasma discharge channel has also been discussed and described by some improved integral equations in this paper;it can be further simplified as P ∝α~(-2) in one-parameter. Besides, we have measured the power loss of the channel under different discharge currents by the calorimetric method, calculated the effective power of the device and evaluated the performances of the plasma device through the power efficiency analysis.     

A simplified technique for shakedown limit load determination

In this paper, a simplified technique is presented to determine the shakedown limit load of a structure using the finite element method. The simplified technique determines the shakedown limit load without performing lengthy time consuming full elastic-plastic cyclic loading simulations or conventional iterative elastic techniques. Instead, the shakedown limit load is determined by performing two analyses namely: an elastic analysis and an elastic-plastic analysis. By extracting the results of the two analyses, the shakedown limit load is determined through the calculation of the residual stresses developed within the structure. The simplified technique is applied and verified using two bench mark shakedown problems namely: the two-bar structure subjected to constant axial force and cyclic thermal loading, and the Bree cylinder subjected to constant internal pressure and cyclic high temperature variation across its wall. The results of the simplified technique showed very good correlation with the, analytically determined, Bree diagrams of both structures. In order to gain confidence in the simplified technique, the shakedown limit loads output by the simplified technique are used to perform full elastic-plastic cyclic loading simulations to check for shakedown behavior of both structures.     

Sensitivity of the break-even rating of nuclear power with conventional power to the variation of certain technico-economic parameters

In 1976 the National Council for Scientific Research (NCSR) initiated a system analysis of electrical power generation in the Lebanon, with the main purpose of estimating the competitiveness of nuclear power with fuel-oil-fired power during the 1980s. The approach followed represented a departure from the methods traditionally used in evaluating nuclear power. Earlier studies of the competitiveness between various types of power plants generally assumed a static time framework in which certain technico-economic parameters could be fixed. These included, the annual fixed charge rate, escalation rate, fuel-oil price, plant factor, average nuclear fuel burn-up, price of U₃O₈ and of various services, such as fuel enrichment, fabrication and chemical reprocessing. The present study, however, utilized a simplified, semi-analytical but variable parameter model, to yield typical break-even rating curves vs the most important of these parameters. The types of reactors considered are the LWR and the HWR all in the below 600 MW(e) output range.     

ASD IC for the thin gap chambers in the LHC Atlas Experiment

An amplifier-shaper-discriminator (ASD) chip was designed and built for Thin Gap Chambers in the forward muon trigger system of the LHC Atlas experiment. The ASD IC uses SONY Analog Master Slice bipolar technology. The IC contains 4 channels in a QFP48 package. The gain of its first stage (preamplifier) is approximately 0.8 V/pC and output from the preamplifier is received by a shaper (main-amplifier) with a gain of 7. The baseline restoration circuit is incorporated in the main-amplifier. The threshold voltage for discriminator section is common to the 4 channels and their digital output level is LVDS-compatible. The IC also has analog output of the preamplifier. The equivalent noise charge at input capacitance of 150 pF is around 7500 electrons. The power dissipation with LDVS outputs (100 Ω load) is 59 mW/ch     

天光Ⅱ-B光源的初步实验

天光Ⅱ-B是在天光Ⅱ-A的油箱侧面建立而成,利用原有的Marx发生器,以及新建的脉冲形成线、主开关、脉冲传输线、负载腔构成一条新的实验线路。在保留装置原有泵浦激光能力的基础上,可同时进行X-pinch相关实验研究。脉冲形成线内导体为同轴线结构,特征阻抗6 Ω,工作介质为去离子水,研制了一种真空水压的方式对形成线进行灌注,有效消除形成线内水中的气泡。采用Rogowski线圈对流过金属丝负载的电流进行测量。本文进行了天光Ⅱ-B在真负载下的初步实验。结果表明,在对Marx电容器充电70 kV时,输出电流269 kA,脉宽约50 ns,上升沿≤30 ns,丝负载对电流利用率约80%。     

棒位探测器电源系统比例复数积分控制策略研究

单相逆变器在核电厂棒位检测系统中工作于电压源模式,其负载棒位探测器通常等效为阻感性负载,而阻感性负载连接至逆变器输出端不能稳定地输出正弦电压。为此,本文针对单相逆变器棒位探测器电源系统提出了一种比例复数积分（PCI）控制策略,并给出控制器参数设计方法。首先,基于系统的频域模型推导出电流环比例积分（PI）控制器和电压环PCI控制器参数解析式,并考虑负载参数对系统稳定性的影响。然后,设定期望的电流环和电压环开环截止频率和相位裕度,通过本文方法解析计算PI和PCI控制器参数。最后,通过MATLAB仿真验证了本文方法能够使阻感性负载下的单相逆变器得到稳定的输出电压与输出电流,且输出电流谐波畸变率（THD）<0.3%。该方法可以为单相逆变器棒位探测器电源系统控制提供指导。     

AP1000依托项目中压移动电源应用研究

福岛核事故后,世界各国对核电厂的安全十分关注,外部事件是否会引起核电厂大量放射性释放是关注的焦点.2012年,国家核安全局发布了《通用技术要求》,要求核电厂设置中压移动电源.针对AP1000依托项目非能动安全特性,选择中压移动电源为1E级蓄电池充电、需要时为正常余热排出系统(Normal Residual Heat R...     

核探测器智能直流高压电源的研制

本文阐述了一种用于核探测器的新型直流高压电源的原理及性能特点，直流高压发生电路由８０３１单片机控制，具有智能化特点，可通过键盘无按时间编程输出电压；实际输出电压由ＬＥＤ数码显示，系统在单片机监视下跟踪调整，在允许电流范围内，实现输出电压不随负载变化。     

AMTEC转换空间堆系统负荷跟踪特性研究

研究了采用碱金属热电转换（AMTEC）、热管冷却的空间堆电源系统的负荷跟踪特性。分析了外部负载电阻及冷热端温度对模块化AMTEC性能的影响，利用TAPIRS程序分析了AMTEC转换空间堆系统在负载需求变化下的瞬态响应以及系统负荷跟踪特性。结果表明:随着外部负载电阻的增大，AMTEC热电转换效率及输出电功率都先增大到最大值，然后逐渐减小，存在临界外部负载电阻值使得AMTEC热电转换效率和输出电功率达到最大，但这2个临界值不相等；虽然空间堆具有负荷跟踪特性，但系统的固有负荷跟踪特性仅在大于临界外部负载电阻值时存在，当小于此外部负载电阻值时，空间堆系统表现为非负荷跟踪特性。      

灵敏度分析方法在非能动系统可靠性研究中的应用

在研究核电站安全时,热工水力非能动系统的可靠性研究基于所建立的热工水力学数值模型。模型通常极其复杂,具有多个输入参数,且输入参数具有不确定性,对模型输出的不确定性的影响又各不相同。灵敏度分析的目的是将各参数对模型输出的不确定性的影响进行排序,找出显著的影响参数。本文首先描述灵敏度分析的方法,然后应用秩转换回归分析方法计算HTR-10余热排出系统模型各参数的灵敏度,找出关键影响因素,将模型简化,并对简化模型应用响应面方法计算了失效概率。简化模型算得的失效概率与原模型的很接近。