谷露地热田水文地球化学特征

在地热田勘查阶段,地热田水化学特征分析可以提供地下水来源、热异常分布和深部热储温度等信息,为地热田勘查及选区提供水文地质依据。通过分析水文地质条件和水文地球化学特征,认为谷露地热田具有完整的地下水补-径-排体系,热水来源于西侧念青唐古拉山的雨水和冰雪融水,由西侧山前深大构造运移至深部,经加热,储集于构造破碎带和基岩风化壳中。地下热水中 Cl、F、Si、Li 和 Cs 等热流体特有组分浓度较高,表明其具有深循环的特征。热水的水化学类型为 HCO₃·Cl-Na 或 Cl·HCO₃-Na 型,矿化度介于 2.2～2.9g·L^-1之间,氯化物型热水指示了深部热流体的主要通道。采用 Si O₂石英温标、Na-K 温标和 K-Mg 温标分别计算了深部热储温度,认为谷露地热田浅层热储温度介于 180～206℃之间,深部热储温度介于 215～228℃之间。     

土壤化探在谷露地热田高温地热资源勘查中的应用研究

在谷露地热田开展了土壤地球化学As、B和Hg指示元素测量研究。根据指示元素地球化学参数及异常特征分析,表明谷露地热田上方土壤介质中出现的强异常是受到深大断裂导通、浅部断裂构造控制及热水蚀变的综合作用后,叠加形成的累加异常,具有较高异常衬值和重复性好的特征。在热显示区及周边范围开展了面积测量工作,结合元素组合异常特征,综合预测并圈定了谷露地热田的热异常范围。在强异常区段开展钻探查证后,深部揭露最高水温达185℃的多段高温热流体。验证了土壤地球化学指示元素对于覆盖层下的热储具有指示作用,是一种地热资源的有效勘查预测方法。     

亚东—谷露断裂带中北段地热流体碳硫硼同位素特征

亚东—谷露断裂带中北段地热系统深循环过程十分复杂,对该区域地热资源的评估具有较大影响。加深对地热水起源、演化和循环过程的研究,对地热资源的勘探和开发具有较大的意义。地热流体中碳硫硼稳定同位素特征分析是研究地热水来源、地热水循环深度和地热水作用过程的方法之一。对亚东—谷露断裂带中北段地热水进行了系统性采样,测量了碳硫硼同位素。进行了碳硫硼同位素分析,结果显示：稳定同位素特征源于地热流体对围岩和地层的淋滤作用和水-岩相互作用。该地热系统中碳的主要来源为碳酸盐的溶解,与区域上分布的碳酸盐地层有关。谷露和续迈地热田δ³⁴S具有较大的分散性,显示出硫来源的非单一性,δ³⁴S均在大气碳酸盐和蒸发碳酸盐范围内,δ³⁴S同位素的来源为大气降水和热储层中的硫酸盐矿物。谷露地热田具有较低的δ¹¹B值和较低的Cl/B比值,较高的硼含量,且硼含量和硼同位素值相对集中,表明硼主要源于地热流体对围岩的淋滤作用。大气降水和冰雪融水中硼含量极少,主要起到对地热水中硼含量的稀释作用,不改变地热水中的δ¹¹B值。...     

谷露地热田热结构初探及高温异常区预测

谷露地热田是西藏那曲—尼木地热带上典型的高温地热田。对其地下热结构展开深入研究,并建立准确的温度结构模型,具有重要的实用和科学价值。基于经典电阻率和温度转换经验公式,以钻孔处实测温度值和电阻率值作为估算标准,以电阻率比值和深度分层约束为指导思想,建立了适用于谷露地热田的电阻率与温度转换经验公式,并确定了相关经验系数。通过评估音频大地电磁测深剖面电阻率反演结果的有效性,以及钻孔处温度实测值和估算值之间的拟合优度,评价了此次温度估算方法的合理性,并进行了反演电阻率到温度的转换计算。计算结果成功构建了两条音频大地电磁测深剖面所示区域内的地下温度结构模型,并基于此进行了成矿预测。结果表明：Ⅲ号高温异常区与已知钻探成果相符。因此,推断在两条剖面上存在4个浅部高温异常区(Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ和Ⅴ)和3个深部高温异常区(Ⅵ、Ⅶ和Ⅸ);其中Ⅶ号异常与F_4-2断裂的空间分布密切相关,并存在由深部向上运移的趋势,推断该处温度异常存在较大可能为深部热储的反映。而Ⅵ和Ⅸ号异常则与F_4-1断裂密切相关,为下一步勘探提供了新目标。需要注意的是,本次计算基于主要岩性为花岗岩而得出相...     

高剂量率近距离治疗源井型电离室校准

对高剂量率⁶⁰Co近距离治疗放射源参考空气比释动能率进行测量并校准井型电离室。根据国际原子能机构推荐方法利用指型电离室测定参考空气比释动能率标准值,进而对井型电离室校准。参考空气比释动能率标准值为1.061 3×10^-2 Gy·m²·h^-1,井型电离室的校准因子为9.391×10⁵Gy·m²·h^-1·A^-1;⁶⁰Co放射源的参考空气比释动能率标准值的不确定度为2.11%(k=2),井型电离室校准因子的不确定度为2.6%(k=2)。实现了⁶⁰Co近距离治疗放射源参考空气比释动能率的测量及其井型电离室的校准,为高剂量率⁶⁰Co近距离治疗源的临床质控提供了量值保障。     

一种用于高温高压环境高量程辐射监测仪的研制

在核电站事故工况下,需要对高温、高湿、高气压的安全壳内环境进行辐射监测。研制了一种可用于反应堆安全壳内高温高压环境下的超高量程γ辐射剂量率在线监测仪,包括该监测仪整体布局设计、电离室探测器的结构设计与耐压性能的计算验证、以及基于电流-电压-频率变换的宽量程弱电流测量电路的设计。该监测仪适用于安全壳内的电离室探测器可承受200℃高温、0.7 MPa高压的冷却剂丧失事故(Lose of Coolant Accident,LOCA)环境。利用标准辐射场和大型辐照装置对监测仪进行了标定校准试验,并利用LOCA试验舱进行了高温高压蒸汽模拟试验。测试结果表明:监测仪在1 mGy·h^-1～50 000 Gy·h^-1量程范围内灵敏度线性良好,在LOCA事故环境下输出信号稳定,适用于事故工况下的γ辐照监测。     

SiC探测器的中子和γ性能测试

第三代SiC半导体探测器具有体积小、响应时间快、中子/伽马(n/γ)甄别容易等优点,广泛应用于反应堆堆芯剂量监测。本文针对自研的第三代Si C半导体探测器,采用电子束蒸发真空镀膜的技术将中子转换层材料6LiF(6Li丰度为95%)喷镀到SiC基底上,厚度为25μm,实现了中子转换层厚度优化。利用241Am α放射源(活度9.37×10³ Bq)开展α粒子响应信号幅度的测量,并在¹³⁷Cs γ放射源(活度6.23×10⁷ Bq)环境下开展γ射线的响应测试。另外,在标准辐射场系统中进行了SiC探测器的中子注量率响应线性度测量、γ剂量率响应线性度测量以及中子注量率响应线性标定。结果表明：该探测器在1×10³～1×10⁶ cm^-2·s^-1中子注量率范围内线性响应拟合R²=0.996 9,具有良好的线性响应,n/γ剂量响应范围为0.005～20 Gy·h^-1,可用于核电现场反应堆中子和γ剂量的实时、精...     

川西巴塘地区富锂温泉的同位素特征及其成因探讨

川西巴塘地区处于青藏高原东南缘,是地壳新构造运动活跃、地震活动强烈而密集的地区,其中茶洛—德达地段是温泉聚集区,富锂沸泉与温泉密集发育。为进一步认识该区富锂温泉的成因以及温泉与地震活动的关系,开展了温泉水氢、氧、碳和锂同位素的综合研究,阐明了地热流体、锂和热量的来源,探讨了富锂温泉的成因及其与地震活动的关系,为该区富锂温泉的研究和勘查提供支撑。研究结果显示：1)茶洛—德达地段发育章柯、茶洛富锂沸泉和查青卡富锂温泉,锂含量高达1 353.00～3 592.00μg·L^-1,其锂同位素组成δ⁷Li介于-0.53‰～1.74‰之间;2)该区富锂温泉水主要来源于周边4 800～5 200 m的高山区域大气降水,温泉流体循环深度可达6 900～8 500 m,与该区部分地震的震源深度相当;3)富锂温泉的深部发生较强的高温(温度236～289℃)水-岩反应,碳酸盐岩、富锂花岗岩等释放出碳和锂等元素,形成查青卡富锂温泉(1 353～1 392μg·L^-1);章柯、茶洛沸泉除上述锂来源外,还有深部高温富锂流体混入,从而形成更高温(240...     

竖直矩形窄缝通道内过冷沸腾传热特性的实验研究

以去离子水为工质,在进口压力为0.1～0.3 MPa、质量流速为200～1400 kg·m^-2·s^-1、热流密度为20～320k W·m^-2的参数范围内,对截面参数为50mm×2mm的竖直矩形窄缝通道展开了传热实验研究。实验获得通道内部工质由单相状态到过冷沸腾状态的传热过程曲线,将过冷沸腾段实验值与8个经验公式提供的预测值进行了对比与分析,采用相似原理以及回归分析法,建立了适用于竖直矩形窄缝通道的过冷沸腾准则关系式。研究结果表明,在竖直矩形窄缝通道内,热流密度对过冷沸腾传热具有主导作用;对于本实验的窄缝通道,Bertsch传热公式对于过冷沸腾段的预测效果相较于其他公式更好,本研究所建立的准则关系式与实验数据符合良好。因此,本研究建立的公式能够用于竖直矩形窄缝通道过冷沸腾传热系数的预测。     

PdY合金管束的氢渗透性能

PdY合金膜因其具有良好的透氢性能与机械性能,有望应用于聚变堆氢同位素纯化工艺。基于PdY合金膜的服役参数及氚安全要求,有必要研究在低氢压下PdY合金膜的氢同位素渗透特性,为后续设计氢同位素纯化组件提供数据支撑。本工作基于直管外压式PdY扩散器,研究了低氢压(<50 kPa)、工作温度为350～450℃条件下,厚度为80μm的PdY合金薄膜管的氢渗透速率与膜两侧压力、工作温度的关系。结果表明,低氢压下,PdY合金膜的氢渗透规律符合■,且压力指数n等于0.9,渗透速率控制机制主要表现为表面过程控速;提高工作温度使得合金膜的渗透通量增大,且温度对扩散过程的影响更大,使渗透过程更加趋于表面控速。此外,计算了该工作温度范围下的渗透系数,并通过阿伦尼乌斯公式推导求得渗透活化能约为24.54 kJ/mol,渗透常数Φ₀为5.86×10^-6 mol/(m·s·kPa^0.9)。低氢压下,该厚度膜的渗透系数可由5.86×10^-6e~(-24.54/(RT)) mol/(m·s·kPa^0.9...     

高温对混合型缓冲砌块渗透性能影响研究

在高放废物地质处置库中,温度升高会改变缓冲材料的渗透性能。以混合型缓冲砌块为研究对象,在不同温度(25、60和90℃)和含盐度(蒸馏水DI、模拟北山地下水平均值和最大值)条件下进行渗透试验,测试其在Z、θ方向的水力传导系数K。结果表明：水力传导系数K随温度升高而增加,其中在常温条件下,K在10^-12 m·s^-1数量级;而当温度从25℃升高到60或90℃时,K分别升高到1.49～1.76倍或1.09～2.45倍。混合型缓冲砌块的θ方向的K略大于Z方向的K,但不超过2倍,表现为各向同性。干燥状态试样的K值比保湿状态试样的K值高2～7倍,仍满足低于10^-10 m·s^-1的高放废物处置缓冲材料防渗性能要求,干湿状态对水力传导系数影响不大。     

活性UO3制备技术研究

为提高UO₃活性、降低铀转化生产成本,以硝酸铀酰溶液为原料、丙烷燃烧产生的高温气体为热源,采用高压喷雾技术制备了高活性UO₃粉末。探讨了硝酸铀酰溶液中的铀浓度和反应温度对UO₃活性的影响,并分析了高压喷嘴结构对UO₃粉末粒度分布的影响。实验结果表明,在反应温度400 ℃、反应压力-100 Pa等控制条件下,采用雾化干燥技术制备的UO₃比表面积可达18 m²/g,粉末粒径在15～50 μm之间,说明制备的UO₃活性较好。其原因是高温高速气流与雾化液滴横向接触时,不仅发生了高速气体对液滴的撕裂作用,也存在高温条件下水气化导致液滴破裂的过程。同时也显示该工艺具有潜在的工业应用价值。     

电沉积法制备镍-63放射源工艺研究

微型核电池用镍-63放射源要求放射源表面发射率高、镀层薄、衬底小,以小体积、高比活度、低镍浓度的镍-63溶液作为电沉积液,建立一种直流恒流电沉积制备镍-63放射源的方法。采用该方法,衬底为紫铜材质、Ni²⁺浓度为1 g/L、电沉积液pH为3.5～4.5、氨基磺酸浓度为0.1 g/L条件下电沉积1 h,电沉积率可达95.8%。制备的镍-63放射源源片镀层紧密、光亮,厚度0.3~1.6 μm,其表面发射率最高可达2.40×10⁷ s^-1·(2πSr)^-1,活度最高可达1.89×10⁹ Bq,满足微型核电池的应用需求。同时,通过对剩余电沉积液进行回收、组分调节,实现了电沉积液的重复利用,减少了镍-63原料的浪费。     

放射性废离子交换树脂高温裂解处理技术研究

通过热重实验以及台架试验,进行了废阴/阳离子交换树脂的高温裂解处理技术研究。结果表明,通过电磁感应加热反应器中的金属球并辅助搅拌,可以实现树脂的高温裂解。相比于氮气和水蒸气,空气是更合适的反应气氛。在空气氛围下,当树脂处理量为1 kg/h时,设定空气流量2 m³/h,反应温度600 ℃～700 ℃,添加剂选择CuSO₄·5H₂O,阴/阳离子交换树脂经本裂解工艺处理,废物残留率分别为8%和12%左右,两种树脂最终的裂解残留率可以达到3%～5%左右,可以实现较为彻底的裂解反应。阴离子和阳离子交换树脂的裂解反应有明显的区别,其中阴离子交换树脂热敏性更高,裂解需要的温度和空气流量更低,但反应更剧烈,烟气量更大。     

车载式选频测量(30 MHz～6 GHz)在城市电磁环境水平监测的应用

为更高效率、更准确的测量城市电磁环境水平,掌握电磁环境构成,使用与成都点阵科技公司联合研制的DZER100车载式快速选频测量系统对成都市温江区涌泉街道部分城市区域电磁环境水平进行测量。该系统在30 MHz～6 GHz频段、100 kHz分辨率条件下,全频带扫描时间为300 ms,实现了行车速度60 km/h下测点间距5 m,可有效获取每个测量点位的场强总量、频谱及特定频段的电磁环境水平。5.3 km²区域测量得到有效点位数据14 393个,通过系统数据自动分析得到全区域电场强度平均值约1.23 V/m, 0～2 V/m量级的占比达到了87.411%;占标率平均值为1.41%,占标率超过20%的点位仅为0.24%;通过频谱可视化分析功能,可快速掌握关注点位的频谱构成及关注频段的贡献量。车载式选频测量(30 MHz～6 GHz)可实现各点位场强总量和频谱的同时测量。     

压水堆核电厂氚排放量的系统设计分析

压水堆核电厂尤其是内陆核电厂的氚排放一直备受关注。目前关于压水堆产氚的计算分析通常以一回路冷却剂系统作为氚活度衡算边界,系统设计对氚排放量的影响少有讨论。本文将氚活度衡算边界从一回路扩展到反应堆冷却剂净化和复用系统,考察了一回路氚比活度控制值、反应堆冷却剂净化复用系统水装量和不复用排放水量等三个系统设计参数之间的关系和它们对压水堆氚排放量的影响。经分析发现,通过提高一回路氚比活度控制值和增加净化复用系统水装量,可显著降低氚排放量。基于现有的核电厂设计,若将一回路氚比活度控制值从15 000 MBq·t^-1提高到44 000 MBq·t^-1,氚排放量设计值可以降低3%～13%,若进一步增加复用系统水装量到10 000 t,氚排放量设计值可降低46%。     

基于气动悬浮的高温氧化物熔体热物性测量

堆芯熔融物的热物性是研究反应堆严重事故进程及堆内堆外现象机理的重要基础参数。当堆芯熔化时，堆内温度达3 000 K,形成U-Zr-O-Fe多元混合物，而气动悬浮技术是优选的高温下测量堆芯熔融物基础热物性的技术。本文描述了一套基于气动悬浮和激光加热技术的密度、表面张力和黏度的测量装置，目前已实现高温氧化物密度的实验测量。装置采用收缩-扩张型锥形喷嘴悬浮球状样品，采用CO₂连续激光器加热并熔化样品，采用双色红外测温仪监测样品的温度并进行激光器功率反馈控制；采用高速相机记录样品轮廓的变化，并结合图像分析法计算样品的体积，最后得到被测材料在高温下的密度。实验测量得到2 750～3 200 K范围内氧化锆熔体的密度，其在熔点(2 988 K)处的密度为4.717 g/cm~3,温度系数为-7.202×10^-4 g/(cm~3·K)。     

低剂量率X射线辐射质的建立与仪器校准

辐射环境监测仪器的校准是评价仪器性能、保证量值准确可靠的重要方式。为了解决剂量仪表在低剂量率条件下的量值溯源问题,在X射线辐射场中通过进一步增加附加过滤的方式,建立了55 kV、70 kV、100 kV、170 kV和240 kV参考辐射质并测量其能谱,运用序蒙特卡罗程序EGS（Electron Gamma Shower）模拟各辐射质的能谱,计算出辐射质半值层及平均能量,模拟能谱与实测能谱的平均能量相对偏差不超过1.6%。利用大体积球形电离室完成参考点处空气比释动能率的测量,并对常用的辐射环境监测仪器进行了校准。结果表明：随着附加过滤的增加,剂量率逐渐减少,所建立的辐射质剂量率范围为606～4 451 nGy·h^-1,不确定度为6.0%（k=2）;高气压电离室、6150AD剂量率仪校准测量结果不确定度为7.0%（k=2）。