氡的溶解与析出的试验研究

在不同温度和压力下测量自制试验装置内气相部分的氡浓度,计算氡在对应温度和压力下的溶解度系数,并用自适应神经模糊推理系统(ANFIS)建立了根据温度和压力预测氡溶解度系数的ANFIS模型.结果表明,氡在水中的溶解度系数随温度升高而降低,随压力降低而降低.预测氡在水中溶解度系数的ANFIS模型能够给出足够精度的预测结果,为预测氡的溶解度系数开辟了新途径.     

碳酸氢钠介质铀溶解温压条件制约模拟实验研究

成矿流体的温度、压力等物理条件变化影响铀溶解、沉淀能力,在热液型铀矿研究中对揭示铀富集沉淀机制具有重要意义。以沙子江铀矿床为主要研究对象,进行微量元素化学分析和物理化学条件模拟实验。变温实验和恒压变温实验结果表明在饱和蒸气压及6.89 MPa条件下,铀在0.5%NaHCO3介质中的优势溶解温度为80℃;在20 MPa条件下,相当于地下埋深约702～800 m, 150℃为铀的优势溶解温度; 200℃恒温条件下,随压力的增加,铀在0.5%NaHCO3介质中的溶解能力逐渐降低。研究表明来自地壳深部的含铀成矿流体随多期次的岩浆活动引起的温度波动有利于铀富集沉淀,减压作用中压力变化并非铀富集沉淀的直接因素。     

不同系统压力下汽泡生长特性及压力影响机理分析

为了探讨系统压力变化对窄流道内汽泡生长的影响,在不同系统压力(0.1～1 MPa)下采用高速摄像仪对2 mm竖直矩形窄流道内的汽泡生长进行可视化研究.研究表明,发现在0.1～0.3 MPa下汽泡的生长主要在核化点处进行,但在较高压力(Ps≥0.6 MPa)时汽泡生长主要是在滑移中进行,汽泡的尺寸也显著减小;由于汽泡行为发生变化,不同系统压力下加热壁面上的换热状况有着很大区别.用拉普拉斯数(La)和时间因子(ξ)分别对汽泡半径和汽泡生长时间进行无量纲化后,无量纲汽泡生长曲线遵循指数曲线变化;指数曲线的系数七随系统压力升高而减小.     

静态平衡法测定甲基膦酸二甲庚酯在酸性溶液中的溶解度

采用静态平衡法测定了常压下在273.15~343.15 K时甲基膦酸二甲庚酯(DMHMP)在水和不同浓度硝酸溶液中的溶解度。实验数据表明：DMHMP在常压298.15 K条件下于水中的溶解度δ(DMHMP)=166.69 mg/L；随着温度升高，DMHMP在水中的溶解度δ逐渐增加，符合Apelblat溶解度模型；用正十二烷稀释DMHMP可以降低其在水相中的溶解度；随着硝酸浓度的增加，DMHMP在硝酸中的溶解度也随之增加。     

静态平衡法测定甲基膦酸二甲庚酯在酸性溶液中的溶解度

采用静态平衡法测定了常压下在273.15~343.15 K时甲基膦酸二甲庚酯(DMHMP)在水和不同浓度硝酸溶液中的溶解度。实验数据表明：DMHMP在常压298.15 K条件下于水中的溶解度δ(DMHMP)=166.69 mg/L；随着温度升高，DMHMP在水中的溶解度δ逐渐增加，符合Apelblat溶解度模型；用正十二烷稀释DMHMP可以降低其在水相中的溶解度；随着硝酸浓度的增加，DMHMP在硝酸中的溶解度也随之增加。     

用三甲基氯硅烷/碘化钠制备气态放射性甲基碘的实验研究

本文试验研究了在碘吸附器净化系数测定中采用非剧毒试剂替代目前广泛使用的剧毒品硫酸二甲酯制备气态放射性甲基碘的可行性。试验结果表明：本文所选择的三甲基氯硅烷/碘化钠（或碘化钾）作为碘化剂与磷酰基乙酸三甲酯反应制备气态甲基碘是较好的一种替代方法,其反应条件和甲基碘产率均达到碘吸附器整机检验和核电站现场试验的要求;替代试剂对碘吸附器中的核级浸渍活性炭几乎无影响。初步判断该替代方法可代替传统的硫酸二甲酯法制备气态放射性甲基碘。     

鼓泡层内气态甲基碘的去除特性研究

以安全壳过滤排放系统对甲基碘的去除为背景,采用碱性硫代硫酸钠溶液作为吸收工质,对甲基碘气体的去除特性进行实验研究。结果表明:溶液温度、系统压力、气体流量以及液位是影响甲基碘去除效果的重要因素;溶液温度对甲基碘气体去除的影响表现出分区效应;在0~80℃范围内,随着温度的增加去除效率变化明显,化学反应过程是限制该区域去除效率的主要因素;当温度高于80℃时,去除效率对温度的变化不再敏感,传质过程成为影响效率的主要因素;系统压力和液位对去除效率的影响均表现为线性关系,压力和液位的提高能够显著改善气体吸收过程;相反,气相容积流量的增加会导致甲基碘气体吸收效率明显降低。研究中还进一步发现,入口气体浓度的变化对去除效率的影响很小。     

超临界水氧化处理核电厂去油污溶剂及反应动力学分析

采用超临界水氧化技术对核电厂去油污溶剂进行处理,控制不同的过氧系数、停留时间、反应温度和反应压力等实验条件,研究各参数对产水的化学需氧量(COD)及化学需氧量去除率的影响。结果表明:装置的最佳处理条件为过氧系数1.2、停留时间45 s、反应温度450℃、反应压力22.5 MPa,有机废液的COD去除率可达到99.8%以上。对核电厂有机废液的超临界水氧化反应动力学规律进行了研究,在22.5 MPa下,反应活化能E_a=(24.64±1.25) kJ/mol,频率因子k₀=2.38 s^-1,动力学模型计算值和实验值的误差在±7%以内。     

金属钠蒸发行为研究#br#

钠的蒸发问题在钠冷快堆技术发展中不容忽视,钠蒸气将会引起众多钠冷快堆的运行问题。通过设计钠蒸发釜,搭建钠蒸发装置,对系列温度和压力下的钠蒸发速率进行了研究。经过大量实验,获得了温度200～550 ℃,氩气压力为5 Pa~51 MPa（a）下钠的蒸发速率。同时研究了蒸发面积、冷却面与钠液面距离对钠蒸发速率的影响。经过对实验数据拟合的结果表明,在同一压力下,钠的蒸发速率随温度的升高而呈指数升高,其变化规律符合Langmuir公式;在相同温度下,钠的蒸发速率随着氩气压力的升高呈对数下降,且与氩气压力自然对数的四项式相关;对于温度和压力的综合影响,得到了两个拟合关系式,该蒸发速率关系式能应用于5 Pa～51 MPa(a)、200～550 ℃范围内钠蒸发速率的预估。     

矩形窄缝通道内水稳态和瞬态流动换热特性实验

以去离子水为工质,在压力0.5～5.0 MPa的范围内,对矩形窄缝通道内水稳态及瞬态流动换热特性进行了实验研究。结果表明:矩形窄缝通道在水平和竖直放置以及稳态和瞬态条件下,水的流动换热特性呈现出基本相同的规律。层流向紊流过渡区域的雷诺数(Re)为900Re1300,比常规通道提前,单相摩擦阻力系数比常规通道大;采用Dittus-Boelter公式的形式拟合得到了新的换热实验关联式,其系数较Dittus-Boelter公式的系数约小11.3%。在稳态条件下,紊流区换热系数随质量流速的增加而增大,增大趋势比较明显;换热系数随热流密度的变化不明显;压力对单相强迫对流换热特性基本没有影响。     

气态甲基碘去除特性实验研究

以安全壳过滤排放系统对甲基碘的去除性能为背景,分别以去离子水和碱性硫代硫酸钠溶液为吸收剂,对不同吸收剂温度和浓度条件下的甲基碘去除过程进行实验研究,并在此基础上分析物理传质和化学反应两种机制对甲基碘气体去除过程的影响。结果表明：室温条件下,碱性硫代硫酸钠溶液对甲基碘气体的去除作用主要以物理传质过程为主,化学反应速率较慢是限制甲基碘气体去除效率的主导因素;随着温度的增加,化学反应在甲基碘气体去除过程中的作用不断加强。当化学反应速率增加至某一值附近时,继续强化化学反应过程对甲基碘气体去除效率不再具有明显影响,吸收过程进入化学反应不敏感区域,物理传质速率成为限制甲基碘气体去除过程的主要因素。这时需通过增加气液接触面积等方法强化物理传质过程,方能进一步提升对甲基碘气体的去除效果。     

Interactions of I2 and CH3I with reactive metals under BWR severe-accident conditions

I₂ released from fuel in the event of a severe nuclear reactor accident has the ability to deposit on surfaces in the containment building. This study has focused on the reactions of I₂ with reactive metals available in the containment. The experiments have been performed under conditions similar to those in a boiling water reactor at an accident situation. Copper, zinc and aluminium showed extensive uptake of gaseous I₂ under humid conditions. Reaction rates were determined at 25, 50 and 70 °C and could be used for quantifying the effect of reactions between gaseous I₂ and copper, zinc and aluminium.Experiments with the metals placed in water showed lower I₂ uptake. Zinc iodide and aluminium iodide rapidly dissolves in water and no uptake of I₂ on these surfaces could be verified. Copper iodide has low solubility and I₂ was adsorbed on the surface.Experiments performed with reactive metals and methyl iodide showed a minor uptake of methyl iodide on zinc and aluminium in the gas phase for temperatures up to 80 °C. A continuous uptake of methyl iodide on copper was measured at 80 °C.     

Dissolution of Gaseous Methyl Iodide into Aqueous Sodium Hydroxide Solutions

Absorption process of gaseous methyl iodide by water or sodium hydroxide solutions was investigated using a semi-flow type experimental apparatus by measuring the concentration of all measurable chemical species in both the gas and the liquid phase. The experimental temperature ranged from 288 to 311 K and the gaseous methyl iodide and aqueous sodium hydroxide concentrations were approximately 0.6×10^?3 to 7×10^?3 and 0 to 0.2 mol/dm³, respectively. It is estimated that the dissolution of methyl iodide into the sodium hydroxide solution proceeds according to the following steps.

Step (1) Methyl iodide in air dissolves physically into the aqueous phase. Physical dissolution process obeys Henry's law.

Step (2) Methyl iodide dissolved into the aqueous phase is decomposed by a base catalytic hydrolysis and produces methyl alcohol and iodide ion.

The equilibrium constants of physical dissolution were obtained from the steady concentration in both the gas and the liquid phases in the semi-flow type experiment because the hydrolysis reaction rate of methyl iodide is very slow in comparison with the physical dissolution in this experimental conditions. The obtained value of the standard heat of solution of methyl iodide into water was 7.2kcal/mol.

Salting-out effect was observed when the concentration of sodium hydroxide in the absorbent was over 0.01 mol/dm³.     

活性炭高压吸附氡气技术研究

加压是提高活性炭吸氡效率的有效途径之一,但加压又伴随着不利于氡吸附的温湿度变化。为此设计并构建了消除这些不利变化的活性炭高压吸附装置,模拟了5种活性炭吸附环境,研究了动态吸附系数与压力、温度、湿度的关系。实验结果表明,增加系统压力并降低相对湿度和吸附温度,活性炭吸附氡气的动态吸附系数得到成倍的提高,高压低温低湿状态（0.6 MPa,0 ℃,20%~24%）的动态吸附系数是常压常温常湿状态（0.1 MPa,28 ℃,54%~65%）的5倍。此研究为今后开展加压吸氡技术相关影响因素的系统研究和高效除氡装置的研制打下了基础。     

超临界水氧化处理核电站废阴离子交换树脂研究

在间歇式超临界水氧化(SCWO)设备中,对粉碎处理后的阴离子交换树脂水悬浮液在超临界条件下进行了氧化降解处理。实验研究了反应温度、反应压力、反应时间、过氧系数对COD去除率的影响,同时考察了催化剂种类、反应压力和反应温度对氨氮去除率的影响。通过正交试验,得到主要因素对处理效果影响的显著程度排序为:反应温度>反应压力>反应时间>过氧系数。结果表明:在反应温度540 ℃、反应压力26 MPa、反应时间8 min、过氧系数3的条件下,COD去除率为99.65%。针对阴离子树脂中NH₃-N含量高难以去除的问题,选用不同的催化剂CuSO₄、MnO₂、CeO₂添加到反应体系中,结果表明对NH₃-N的氧化效果顺序为CuSO₄>CeO₂>MnO₂,对NH₃-N的最高降解率达到96.53%。     

国产新锆合金小组件压降计算分析

对采用国产新锆合金的压水堆燃料实验小组件（4×3）进行了压降计算,并将计算结果与堆外水力试验结果进行对比,得到了该小组件的水力特性参数。通过对定位格架正面凸出截面积与自由流通截面积之比ε的适当修正,得到了合理的定位格架阻力系数。分析结果表明：在升温（28.0～310.0 ℃）过程中,定位格架阻力系数取值范围为0.660～1.060;在高压、高温（15.3 MPa,309.9 ℃）工况下其取值为0.663;4组定位格架形阻压降占模拟燃料组件压降的38.9%～45.6%。