北山地下水中Am的形态分布计算

Am在水溶液中的形态分布复杂,直接测量困难,使用相关软件依据热力学常数推算核素的形态分布简单可行.EQ3NR是地球化学程序EQ3/6的组成部分之一,主要用于计算核素的存在形态和矿物的饱和指数.使用该程序计算了北山地下水中Am存在形态的分布.计算结果表明,地下水中Am主要以AmCO+3形态存在,其含量可达60%以上;pH<6时,pH值对Am形态分布影响较小,pH＞6时,其形态分布随着pH的增加急剧变化;大气、低氧2种条件对Am存在形态变化影响不明显.由于计算软件数据库的限制,可能使得计算结果产生偏差,今后要进一步更新数据库,完善数据.     

北山地下水中Tc的形态分布及影响因素

裂变产物Tc是高放废物的主要成分之一.Tc在水溶液中的形态分布是研究其迁移与沉淀的关键,使用地球化学软件计算核素的形态及分布简单可行.本工作使用PHREEQC计算Tc在北山地下水中的存在形态,结果表明,北山地下水中Tc主要以TcO4-形态存在.氧化环境下pH对Tc的存在形态影响很小,以TcO4-形态为主;而在pe=-3...     

Am在两种不同地下水中的种态分布及溶解度分析

利用自主编写的地球化学计算软件CHEMSPEC分析了Am在北山地下水和我国西南某地下水中的种态分布,并计算了Am在这两种地下水中的溶解度,考察了pH、Eh、不同离子以及硅的存在等对种态分布的影响。结果表明,Am在这两种地下水中均以正三价存在,随pH值的不同Am的种态会发生较大的变化,在偏酸性条件下,主要以AmSO+4、Am(SO4)-2及Am3+的形式存在,在中性至弱碱性条件下,以AmCO+3的形式存在,强碱性条件下,则基本转化为Am(OH)3;当北山地下水中有Si存在时,在pH=6.5~9.7范围内,Am的主要种态为AmSiO(OH)2+3;不同离子的浓度变化对Am的种态分布会产生一定影响,其影响顺序为HCO-3F-SO2-4Cl-。pH和HCO-3对Am溶解度的影响较大,随着地下水pH的升高,Am的溶解度逐渐减小。Am在两种地下水中的溶解度分别为2.01×10-7 mol/L(北山地下水pH=7.56、Eh=164mV)、1.60×10-7 mol/L(西南地下水pH=7.50、Eh=0mV)。     

Np，Pu在地下水和工程屏障平衡水中的形态计算研究

采用EQ3／6地球化学模式和计算方法研究了放射性废物处置中Np和Pu在地下水和工程屏障平衡水中的化学形态，计算分析了温度、浓度、pH值、Eh值、CO2等对上述2个元素形态的影响。结果表明，地下水中Np的形态主要有4种：NpO2^ ,NpO2CO3^-,NpO2OH和Np(OH)5^-，当CO3^2-质量浓度高时，Np主要以NpO2(CO3)2^3-存在。pH值以Np形态的影响主要表面在上述4种形态分布的相对比例及OH^-与CO3^2-的竞争配合作用。Eh值低于0．2V时，Np主要为四价；0．2－0．7V时，五价为主；大于0．7V时，出现六价。Pu的形态主要为Pu(OH)5^-。CO3^2-的质量浓度对四价钚的形态分布不产生影响，但CO3^2-却与Pu（Ⅵ）有很强的配合能力。Eh值低于－0．5V时，Pu主要为三价；－0．4－0．6V，五价为主；大于0．7V时，六价为主。     

60Coγ辐射剂量场分布理论计算的计算机程序开发

钴源辐照装置的剂量场分布对提高射线利用率和产品辐照质量至关重要，利用Visual Basic编制了辐射剂量场分布计算程序。程序将计算、排源及参数调整独立分开，操作简便，主要适用于3层排列板源结构。程序经过用于本中心板源，辐射剂量场分布的计算结果基本反映了辐射剂量场的实际分布。     

裂变碎片瞬发中子数随质量分布的研究

基于TALYS程序计算结果，我们研发了利用放中子前后裂变碎片的质量分布计算裂变碎片瞬发中子数随碎片质量分布的方法。裂变碎片瞬发中子数随裂变碎片质量分布的形状依赖于裂变产生的激发能如何在两个碎片中分配。这个问题一直以来没有得到很好的解决。     

界面流法计算反应堆六角形燃料组件中子通量密度分布

利用界面流法计算两维六角形轻水堆燃料组件中子通量密度分布。子区内中子源在空间上采用二次分布近似，还考虑了六角形组件周边水隙对组件内中子通量密度的影响。根据提出的模型，编制了TPHEX－E程序，并对一些轻水堆六角形组件问题作了计算，计算结果与蒙特卡罗方法计算结果进行了比较，符合良好。本程序可用于六角形轻水堆燃料组件计算。     

水堆安全壳内气体分布模拟计算

本工作采用TH3SL程序对水堆事故后安全壳内的气体分布及蒸汽冷凝进行了随机模拟。校验计算表明 :此程序的模拟结果是可信的     

镅在北山地下水中赋存形态及溶解度分析

使用PHREEQC软件及OECD/NEA出版的镅热力学数据,利用相关矿物的沉淀饱和指数,计算了镅在北山地下水中的赋存形态,探讨了pH值、方解石、CO₂分压及腐殖酸对镅的形态分布与溶解度的影响。结果表明,在近中性条件下镅主要以AmCO⁺ ₃和 AmSiO(OH)²⁺₃形式存在,在碱性条件下易形成AmOHCO₃·0.5H₂O(cr)和Am(OH)₃(cr)沉淀,因此偏碱性的北山地下水有利于阻滞镅的迁移。 围岩中存在的方解石对镅的溶解度和迁移性影响较复杂,在pH 6～8条件下,方解石能微弱地降低镅的溶解度;在pH 8～9.7时,方解石会提高Am(CO₃)^-₂离子的浓度,进而提高镅的溶解度,增强其可迁移性;而在pH 9.7～11时,方解石有利于AmOHCO₃·0.5H₂O(cr)沉淀形成,从而降低镅的溶解度。当固定pH为7.56时,镅的溶解度随二氧化碳分压升高先降低而后增大,在10^-2.25 bar时达最低值。由于易与腐殖酸形成络合物,在弱酸性至弱碱性条件下腐殖酸能提升镅的溶解度,从而增强其可迁移性,应引起重视。     

尕斯库勒盐湖水中铀形态分布及影响因素研究

铀在水溶液中形态分布复杂,直接测量困难,分析数据使用相关软件依据热力学常数计算铀的形态分布简单可行。以尕斯库勒地区盐湖水为例,应用地球化学软件PHREEQC进行模拟计算,实验受pH值、温度、阴离子强度等因素影响。结果表明,在pH=8~10之间盐湖水中铀以UO_2(CO_3)_3~(4-)为主要存在形态。盐湖水中铀的形态分布主要受pH值影响,但温度及阴离子强度对于盐湖水中U的存在形式的影响不明显。     

TALYS程序的开发和裂变碎片质量分布的理论计算研究

TALYS程序是近年发展起来的基于多通道随机颈断裂模型的可用于计算很宽能区裂变碎片质量分布的微观理论模型程序，是目前国际上仅有的一个可以用于计算很宽能区（1keV-200MeV）的裂变碎片质量分布的微观理论计算程序。     

水力压裂处置中镎、钚迁移行为的模拟研究

研究了在我国拟实施水力压裂处置某地的元素Np、Pu在钻孔地下水中的存在形式及地下水与围岩(页岩)、水泥固化体之间的相互作用。用地球化学模式程序EQ3／6模拟计算结果表明；1)在处置区地下水中，Np的存在形式主要为NpO2(CO3)3^4-、NpO2(CO3)2^3-、。NpO2CO3^-和NpO2(CO3)3^5-，Pu为PuO2(CO2)2^2-和Pu(OH)5^-；2)水-岩作用模拟结果表明，处置地点的天然地下水中各组分间的相互作用已达平衡；3)地下水-水泥固化体相互作用过程大体上可划分为两个阶段，第一阶段为起始后的前10d，反应进程快，第二阶段为10d后，反应进程减缓，并在71d达到两相间的平衡，反应10d后，因碱性物质不断溶解及积累导致体系pH快速增长；4)在水泥固化体中，Am、Np和Pu基本上处于固定状态，只有当水泥固化体被溶解和破坏后，被破坏部分的水泥固化体中的核素方被释放进入水中。当地下水与水泥固化体之间的相互作用达到平衡时，地下水中Am、Np和Pu的放射性活度分别为12．66、1.405、132．48Bq。     

镎、钚在处置区的存在形式及影响因素

镎、钚是某些放射性废物中的关键核素，无论是中低放废物泥浆的水力压裂法处置还是高放废物的深地质处置，都必须首先了解处置区和处置条件下水介质中核素镎、钚的存在形式。本文选用地球化学模式程序EQ3/6计算了低中放和高放废物中关键核素镎、钚在处置区水介质中的形式，并讨论了水介质和pH条件对核素存在形式的影响。结论是核素镎、钚的存在形式主要受水介质条件的影响，但pH条件也是影响核素镎、钚存在形式的重要因素。     

严重事故下安全壳内氢气浓度场分布影响因素的初步研究

利用计算流体力学程序FLUENT和GASFLOW，采用不同的湍流模型，研究了核电站严重事故下氢气在安全壳内的传输与混合过程。计算结果表明，FLUENT中的RNGk-ε模型能够较好的模拟氢气的质量扩散，动量扩散和湍流脉动特征；FLUENT中的标准k-ε模型和GASFLOW中的k-ε模型能得到工程上可以接受的计算结果；而GASFLOW中代数模型未能较好地模拟氢气的质量扩散和动量扩散，氢气的浓度场分布与其他模型的计算结果存在较大的差别。同时，本文对混合气体中的水蒸汽浓度和气体的质量流速对安全壳内氢气浓度分布的影响进行了初步研究。研究表明，破口气体的密度和流速是影响氢气浓度场的重要因素；混合气体密度越小、流速越大，则有更大的浮力和初始动量作用于气体。湍流模型的选择和对浮力驱动的湍流射流的模拟是影响严重事故下氢气在安全壳内的分布模拟结果的重要因素。     

某地区土壤中241Am和239Pu的化学形态

用连续提取法研究了某地区放射性污染土壤中241Am和239Pu的化学形态.结果表明,供试土壤样品中各级态241Am和239Pu都以一种优势形态即残渣态存在,其中241Am的残渣态含量达到总量的84%～91%,239Pu达到98%左右,其它各级态含量较少,这说明实验土壤中的241Am和239Pu主要赋存于土壤的原生和次生稳定矿物中,属于稳定的化学形态,在环境中的迁移活性较小.     

SCWR堆芯稳态性能分析程序计算偏差分析

针对剧烈传热情况下超临界水堆堆芯稳态性能分析程序SNTA与SRAC堆芯轴向功率分布计算结果偏差较大的问题,分析偏差产生的主要原因。逐一排查影响因素,确认轴向功率分布偏差主要源于截面反馈作用不同。SRAC程序与SNTA程序采用的截面数据库和能群结构不同,SRAC程序计算的反应性密度系数相对较大,密度分布与功率分布的反馈作用更为显著,轴向功率分布曲线更为陡峭。相较于SRAC程序,采用精细能群结构的SNTA程序更适用于具备强核热耦合特性且中子能谱偏硬的超临界水堆堆芯的耦合计算与性能分析。     

Quadratic Shepard插值法在TPC探测器电场计算中的应用

获得准确、连续性好的电场分布数据是开展时间投影电离室（TPC）探测器模拟计算的重要基础。本文基于常用的有限元程序ANSYS,实现了TPC探测器3D电场计算及电场数据在探测器模拟程序GARFIELD中的读入。采用Quadratic Shepard插值法,对电场数据进行了插值处理。计算结果表明,Quadratic Shepard插值法能在周围插值点分布极端不均匀情况下获得较为准确的结果。Quadratic Shepard插值法解决了GARFIELD程序对有限元计算中元素单元类型的依赖问题,适用于包含细丝等复杂结构的TPC探测器的3D电场计算及模拟优化。     

二维六角形轻水堆燃料组件中子通量分布的计算

介绍利用穿透概率法求解二维六解形几何多群中子积分输运方程。子区内中子源及通量采用线性分布,子区表面通量在方向上采用简化６Ｐ１近似。根据提出的模型,编制了ＴＰＨＥＸ－Ｂ程序,并对一些轻水堆六解形组件问题做了计算,计算结果与ＭＣ结果进行了比较,符合良好。本程序可用于六解形轻水堆燃料组件计算。     

Bamboo程序在方形组件压水堆中的适用性验证研究

本文对国产自主化核设计程序Bamboo程序在方形组件压水堆中的适用性开展了研究。主要内容包括：利用Bamboo程序对三种国内典型的方形组件压水堆进行建模,并将堆芯临界硼浓度、堆芯功率分布、堆芯燃耗分布、控制棒价值和反应性系数等参数的计算结果,同堆芯实测结果或SCIENCE程序计算结果进行对比验证。结果表明,Bamboo程序在典型方形组件压水堆堆芯计算中具有良好的精度,能够满足核电厂的堆芯核设计需求。研究结果为Bamboo程序进一步的工程应用奠定了基础。     

反应堆压力容器直接安注热分布特性研究

我国非能动系列压水堆将应急冷却系统冷却水的注入管道直接连接于压力容器上,与传统的冷管段安注不同,这种安注方式被称之为反应堆压力容器直接安注。本文以安注条件下的反应堆压力容器为研究对象,采用物理实验与数值分析结合的方法,对安注流体在压力容器表面形成的热分布形态进行研究。研究发现,不同于传统的主管道冷段斜接管安注方式,直接安注条件下安注流体在下降环腔中的分布形态接近于等腰三角形。以实验结果为基础,结合数值计算验证,发现了压力容器热分布角与流速比成正比关系,并进一步提出了安注流体分布计算模型,从而为反应堆安全设计提供参考。