核电站燃料棒制造中的电子束焊接

欧美等国在燃料棒制造中大都采用TIG法,而我国则采用了电子束焊接方法。电子束焊是一种在高真空中进行的机械熔化焊方法,特别适用于燃料棒的焊接。目前生产中使用了两种专用真空电子束焊机。ES1-2型焊机,它采用自动焊接夹具,在真空中完成上料—焊接—冷却—下料,每次100根。HD-60型焊机,它仅将焊接处局部密封在真空室中,该机的动作和参数均由计算机控制。燃料棒电子束焊接中出现的成形差是由电子束焦点畸变,飞溅,灯丝老化等造成,采用对中电子枪,电子束扫描,选择合理规范来解决;未焊透是由焦点功率密度变化所致,采用调整焦点大小及位置,或改进接头结构,提高加速电压来消除;气孔产生的原因较特殊,可能是飞溅,表面清洁度,配合间隙中残留气体等引起,一般采用严格清洗工件,电子束扫描或改进端塞结构等措施来避免。     

核电站燃料棒制造中的电子束焊接

欧美等国在燃料棒制造中大都采用TIG法,而我国则采用了电子束焊接方法。电子束焊是一种在高真空中进行的机械熔化焊方法,特别适用于燃料棒的焊接。目前生产中使用了两种专用真空电子束焊机。ES1-2型焊机,它采用自动焊接夹具,在真空中完成上料—焊接—冷却—下料,每次100根。HD-60型焊机,它仅将焊接处局部密封在真空室中,该机的动作和参数均由计算机控制。燃料棒电子束焊接中出现的成形差是由电子束焦点畸变,飞溅,灯丝老化等造成,采用对中电子枪,电子束扫描,选择合理规范来解决;未焊透是由焦点功率密度变化所致,采用调整焦点大小及位置,或改进接头结构,提高加速电压来消除;气孔产生的原因较特殊,可能是飞溅,表面清洁度,配合间隙中残留气体等引起,一般采用严格清洗工件,电子束扫描或改进端塞结构等措施来避免。     

燃料棒腐蚀和吸氢模型研究

锆合金包壳的腐蚀和吸氢性能是影响燃料棒堆内性能的重要因素。本文在锆合金包壳均匀腐蚀吸氢基本机理和现有模型的基础上,结合某特定燃料棒包壳材料的具体情况和使用特点,建立了包壳材料的均匀腐蚀和吸氢模型,并根据现有辐照数据对所建立的模型进行了验证。     

燃料棒真空电子束焊机

燃料棒真空电子束焊机能对两种规格的燃料棒进行环焊，其一次性装料量大，焊接速度快，自动化程度高；本文对设备（机械部分）的结构和工作过程作了详细介绍，对设备的主要部件和系统进行了分析和研究。     

AFA 3G燃料棒下端塞电子束焊产生气胀的分析

宜宾核燃料元件厂在AFA 3G燃料棒首次产品合格性鉴定中发现，大批下端环缝焊产生了气胀的焊接缺陷。本文分析了产生气胀缺陷的原因，并介绍了针对其原因进行的各种试验。结果表明，改变焊接参数，即提高焊接速度和适当控制电子束流强度，是解决燃料棒焊接气胀缺陷的最好途径。     

用于LBLOCA试验的模拟燃料棒的设计

介绍了用于堆外大破口失水事故(LBLOCA)试验的模拟燃料棒的结构设计,阐述了内部电加热、红外加热和包壳管直接加热3种加热方式的优缺点。对电加热元件功率、预充压、几何等重要设计参数的选取进行了研究。本文工作为堆外LBLOCA试验的开展提供了技术基础。     

水化学对燃料元件包壳腐蚀行为的影响

燃料元件包壳的水侧腐和吸氢是当前进一步提高燃耗的主要限制因素，由于一回路水中加入Ｈ３ＢＯ３和ＬｉＯＨ，使包壳的腐蚀问题变得更为复杂。本文综述了ＬｉＯＨ及ＬｉＯＨ－Ｈ３ＢＯ３对锆合金水侧腐蚀的影响，以及研究这种影响机理的现状。     

真空电子束焊接对锆合金耐腐蚀性能的影响

用真空电子束焊接方法将Zr-4板对接焊后，焊缝的耐腐蚀性能很差，在400℃过热水蒸汽中腐蚀3—14天后，焊接熔化区的表面形成了白色的氧化膜。用电子探针研究了熔区中合金成分的变化和耐腐蚀性能间的关系，锆果表明：熔区中Sn、Fe和Cr合金元素的挥发损耗是造成耐腐蚀性能变差的主要原因，当采用合金成分高于Zr-4的锆合金板与Zr-4板对接焊后，可以补偿熔区中合金元素因挥发而造成的损耗，明显改善焊缝熔区的耐腐蚀性能；若在锆合金中添加0．4％—0．5％的Nb，使熔区中形成新的锆合金，特有益于改善焊缝的耐腐蚀性能．但焊接后的样品应在500—600℃进行退火处理，使添加Nb后形成的βZr分解为稳定的αZr βNb，以进一步改善焊缝的耐腐蚀性能。     

锆-4合金在高压釜中腐蚀时氧化膜显微组织的演化

用透射电镜．扫描电镜和扫描探针显微镜研究了锆-4样品在高压釜中（360℃／18．6MPa去离子水）腐蚀后氧化膜的断口形貌、氧化膜不同深度处的显微组织和晶体结构。结果表明：氧化膜生成时形成的压应力。使晶体中产生了许多缺陷,稳定了一些亚稳相．在氧化膜底层中有单斜,四方、立方晶体结构甚至非晶相存在;在氧化膜的中间层及表面层中。空位和间隙原子等缺陷发生扩散、湮没和凝聚,内应力发生弛豫,亚稳相转变成稳定的单斜结构;空位被晶界吸收形成了纳米尺寸的孔洞簇,弱化了晶粒间的结合力,在表面张力的作用下,晶粒逐渐成为球形;孔洞簇的形成并发展成裂纹,使氧化膜失去了原有良好的保护性。导致腐蚀转折,这是氧化膜的显微组织在腐蚀过程中发生演化后的必然结果。     

Zr－4合金氧化膜（＜100nm）的电镜研究

应用透射电子显微镜（ＴＥＭ），分析了Ｚｒ－４合金在３５０℃空气中生成的氧化膜（＜１００ｎｍ）。氧化膜中ＺｒＯ２的晶体结构为非晶、立方（四方）和单斜，它们所占份额与基体晶粒的取向有关。第二相粒子与周围基体构成电偶腐蚀，加速基体氧化，因而第二相粒子周围的氧化膜较厚，第二相粒子自身氧化变慢，将残留在氧化膜中。第二相粒子的氧化产物为六方（Ｆｅ、Ｃｒ）２Ｏ３、立方（四方）ＺｒＯ２和单斜ＺｒＯ２。     

电子束加热与电阻加热蒸发锆膜的结构分析

采用XRD与SEM分析了在钼衬底上电子束加热蒸发与电阻加热蒸发制备的锆膜的结构。结果表明,电子束加热蒸发与电阻加热蒸发在钼衬底上制备的锆膜为hcp结构;电子束加热蒸发的锆膜以（002）晶面生长为主,而电阻加热蒸发的则以（101）与（002）晶面生长为主;电阻加热蒸发的锆膜晶粒呈不规则堆积,大部分尺寸约为1 μm,少部分约为500 nm;电子束加热蒸发的锆膜织构强烈,晶粒规则,呈六棱柱型,尺寸约为300 nm。     

Angular Distribution of Gadolinium Vapor Produced by Electron Beam Heating

Static corrosion tests were performed for the glass phase of a simulated waste form of non-combustible radioactive low-level waste to study a basic aqueous corrosion behavior. The waste form, which was fabricated from simulated waste sample by use of in-can type induction-heated melting, consists of two separated phases; a glass phase and a metal phase. Tests were performed for the glass phase from two types of the waste form with different chemical composition at 35°C and S/V ratio of 2,600 m^?1. The glass phase with both types showed an incongruent dissolution similar to conventional high-level radioactive waste (HLW) glasses, i.e., the normalized elemental mass loss (NL_i) for soluble elements such as B and Na continued to increase after the saturation of insoluble elements such as Si, A1 and Ca. The NL_i for B increased in proportion to the square root of time except for early stage, which suggests that the rate of the long-term dissolution or alteration may be controlled by a diffusion process. Potential secondary phases forming as the results of incongruent dissolution were estimated to be kaolinite and calcite by comparison of the measured solution data with the thermodynamically calculated phase stability relationships. These results suggest that the glass phase has a potential chemical durability not so different from conventional HLW glasses.     

铍环电子束焊接温度场和应力场的有限元分析

采用ADINA/ADINAT对铍环电子束焊接过程的温度场和应力场进行了有限元分析 ,结果表明 :铍环焊接过程中焊缝外表面最高温度达 2 73 4℃ ,内表面最高温度仅 3 78℃ ,位于外止口铍钚一侧 ;铍环电子束焊接后 ,在焊缝附近 2 0mm范围内焊接残余应力较大 ,焊缝处于复杂的三维应力状态 ,焊缝根部的残余应力达到最大 ;内外止口铍环由于结构差异 ,焊接残余应力分布并不完全相同。     

Nb-1Zr与1Cr18Ni9电子束自钎焊形成的互扩散层的微观组织分析

利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和电子衍射能谱仪(EDS)分析了Nb-1Zr合金与1Cr18Ni9不锈钢在电子束自钎焊过程中形成的互扩散层的微观组织形貌、析出相成分和结构。结果表明：在电子束自钎焊过程中，两种合金的合金元素在界面处产生强烈的相互扩散，形成互扩散过渡层，互扩散以Nb向不锈钢一侧扩散为主；扩散层金相组织主要由基体组织和条状析出物组成．条状析出物呈全片层状结构。通过对析出相选区衍射花样(SADP)分析，初步确定互扩散层的析出物为μ-Fe(Ni)2Nb0和α-FeCr金属间化合物,而基体组织则为四方结构的α-Fe(Ni，Cr，Nb，C)相。     

电子束辐照对土霉素菌渣理化性质的影响

应用电子束辐照技术处理土霉素菌渣,利用液相色谱质谱仪(LC-MS)、气相色谱质谱仪(GC-MS)、电感耦合等离子质谱仪(IC P-M S)、傅里叶红外光谱等分析技术对辐照前、后菌渣中土霉素及其理化特性进行分析,探讨土霉素菌渣辐照前、后理化性质变化.结果表明:电子束辐照技术能有效降解菌渣中残留的土霉素,200 kGy吸收...     

加热去氩处理工艺对离子束混合沉积的C-SiC涂层阻氢性能的影响

利用Ar＋离子束混合技术在不锈钢基体上沉积C-SiC涂层，然后对部分样品进行加热去氩处理（400℃，30min），再用5keV氢离子源辐照样品。通过扫描电镜（SEM）的表面形貌观察、二次离子质谱仪（SIMS）的H与Ar元素深度分布和正离子质谱分析，研究去氩处理对氢离子辐照的C-SiC涂层的形貌和阻氢性能的影响。结果表明，经去氩处理，样品中不锈钢基体内的氢浓度降低了80%，显示出去氩处理的C-SiC涂层具有更高的阻氢性能。研究结果将为该技术应用于不锈钢基体上C-SiC涂层制备工艺的进一步改善提供依据。     

唐菖蒲两变异株的同功酶及SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳的比较分析

为探讨电子束对唐菖蒲诱变的可行性及不同剂量电子束对其花性状的影响，用不同剂量电子束辐照唐菖蒲“江山美人”球茎，在40Gy和160Gy处理组分别得到了1株花色和花序变异株(M1’和M2’)。对这两变异株和对照以及其相应辐照剂量（40Gy和160Gy）处理组进行了研究。M1代植株叶片的过氧化物酶、过氧化氢酶、淀粉酶和酯酶4种同功酶电泳结果表明，40Gy和160Gy处理组的酶带与对照组的相同，变异株与对照组相比，酶带有所增减。基于同功酶谱带带型，使用SPSS11.5进行了聚类分析并得到聚类树状图。图中显示，供试材料被分成了3个组：对照组（包括40Gy和160Gy处理组与对照），M1’组和M2’组。SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）分析表明，蛋白表达明显被电子束辐照所抑制，但在这两个变异株中观测到3条特异表达的蛋白条带，分子量分别为96kDa、115.4kDa和137.2kDa，这些特异表达的蛋白可能与花色与花序的调控有关。由此表明，电子束辐照诱导花色与花形突变体是1种有效的途径。