煅烧条件对模拟高放废液煅烧产物物理化学性质的影响

模拟高放废液在回转煅烧过程中容易粘壁,影响其及时输送。为了实现转形工艺和固化工艺的顺利衔接,需要通过改变工艺条件来使煅烧产物顺利出料。同时煅烧条件的变化会导致煅烧产物物理化学性质发生变化。采用动力堆燃耗45 GWd/t(以U计)乏燃料后处理产生的模拟高放废液,研究了不同温度、不同转速条件下煅烧产物的粒径分布、含水量、振实密度、脱硝率等物理化学性质,研究结果显示:升高煅烧温度可以使煅烧产物粒径更加均匀,当煅烧温度在600～700℃、转速在15～20 r/min时,煅烧产物的含水率小于2%,振实密度在1.7 g/cm³左右,脱硝率能达到99%以上,煅烧过程中的粘壁现象较少,能实现煅烧过程中的顺利出料。     

蔗糖脱硝对模拟动力堆高放废液煅烧产物性能及结构的影响

高放废液玻璃固化前需进行脱硝处理,常用的脱硝剂有甲酸、甲醛、蔗糖等。本文针对蔗糖的脱硝作用开展了模拟高放废液回转煅烧脱硝实验,研究了温度、糖硝比对煅烧产物性能及结构的影响。煅烧产物的X射线荧光光谱分析表明,温度和糖硝比对脱硝效果有明显影响,当温度≥500 ℃、糖硝比≥1∶8时,N含量低于仪器检测下限,C含量（质量分数）<142%;扫描电子显微图像表明,蔗糖能使煅烧产物形成疏松的泡沫形态,在高温和物理作用下形成致密颗粒团聚物;X射线衍射谱表明,温度≥500 ℃、糖硝比≥1∶8能提高产物结晶程度,并形成锆镧氧化物、钡锶钼氧化物和钇铈氧化物;热重、微分热重曲线表明,煅烧过程分为以下3个阶段：游离水和结合水蒸发析出阶段、硝酸盐和蔗糖分解阶段、无机盐煅烧阶段;红外光谱和X射线光电子能谱分析结果表明：蔗糖特征官能团C—O—C、C—C、C—OH与NO-3在高温下逐渐消失,并可能生成中间产物金属氢氧化物和碳酸盐,进一步分解为金属氧化物。     

动力堆模拟高放废液的甲醛脱硝及脱硝过程中的沉淀行为北大核心CSCD

两步法玻璃固化工艺中,高放废液可通过化学脱硝达到降低酸度的目的,常用的化学脱硝剂有甲酸、甲醛、蔗糖等。以甲醛为化学脱硝剂,对动力堆模拟高放废液进行脱硝及脱硝过程中沉淀行为进行研究。模拟高放废液在90℃、脱硝比例为1.0~2.0范围内进行脱硝,对脱硝后各物质运用电感耦合等离子发射光谱(ICP-OES)、X射线荧光光谱(XRF)、扫描电镜-能谱分析(SEM-EDS)、Raman光谱、X射线衍射(XRD)、热重分析仪(TG)进行分析。结果表明:脱硝后废液中NO_(3)^(-)含量明显降低,随脱硝比例增大,NO_(3)^(-)的含量逐渐降低,甲醛含量增加。脱硝过程中出现由Zr、Mo、La、Ce、Nd、Fe、Te、Pr、Cs、Sm、Cr、Sr、Y、Co、Ni组成的沉淀,沉淀的形成有两个过程:一个过程为形成颗粒状的结晶物Ln_(2)Zr_(3)(MoO_(4))_(9)(Ln=La、Ce、Nd、Pr、Eu、Sm)和MoO_(2);另外一个过程为形成由O、Fe、Zr、Mo、Te构成的无定形粉末物质;脱硝产物的热分解主要发生在约360℃以下。     

复杂地形对污染物扩散影响的CALPUFF模型研究北大核心CSCD

本文应用WRF/CALPUFF模型模拟了湖南省桃花江内陆核电站厂址野外示踪试验,研究受复杂地形影响下的SF烟羽扩散规律,并与现场试验进行对比分析。结果表明:受到地形的影响,风向会发生改变,污染物扩散轨迹随之改变,地形是影响SF扩散轨迹的重要因素。同时,应用统计学参数分析模拟结果的合理性,其中FAC与FAC值分别为30.1%与57.7%,说明模拟扩散因子与现场试验扩散因子之间吻合较好。总之,研究表明CALPUFF模型能较好地模拟复杂地形条件下的污染物扩散。     

放射性裂变产物由燃料芯块释放到一回路的影响因素研究

采用PROFIP5程序分析燃料棒线功率密度、衰变常数和破口尺寸等对放射性裂变产物释放的影响。结果表明:当燃料棒中心温度低于1000℃时,裂变产物的释放份额与燃料棒温度无关;当燃料棒中心温度高于1000℃时,燃料棒温度越高,裂变产物的释放份额越大;燃料棒线功率密度越高,衰变常数对释放份额的影响越明显。     

模拟高盐高碱低中水平放射性废液水泥固化工艺的研究北大核心CSCD

针对高盐高碱低中水平放射性废液的特性,通过在普通硅酸盐水泥中掺入矿渣粉、粉煤灰和沸石作为矿物掺合料进行优化,获得固溶度大、低泌水率、流动性好、低核素浸出率的工艺配方,着重研究了水泥基材料组成、液灰比、盐浓度和促凝剂对扩展流动度、泌水率、凝结时间的影响规律。研究结果表明:矿物掺合料替代部分水泥可以发挥火山灰效应、减水效应,从而提高固化体对废液的包容量,改善拌合物的泌水、盐析现象;矿渣粉和粉煤灰有利于获得较高流动度的水泥拌合物,沸石可显著延长拌合物的凝结时间;随着高盐高碱低中水平放射性废液盐浓度的增加,扩展流动度减小,泌水率减小,凝结时间延长;三乙醇胺能有效缩短水泥固化的施工作业时间,掺量为1%时,PSFZ配方拌合物的初凝时间为262 min,终凝时间为302 min,可以满足施工作业要求。     

模拟高放废液钛酸盐陶瓷固化体的浸出影响因素研究

本文采用ＭＣＣ－１静态浸出实验方法对动力堆模拟高放废液钛酸盐陶瓷固化体浸出影响的因素进行了研究。实验表明，钛酸盐陶瓷固化体的浸出过程是一个受许多因素影响的复杂过程，浸出时间、浸出温度、浸出剂组成及ｐＨ值等都会对包容核素的浸出率产生一定的影响。在本实验范围内，钛酸盐陶瓷固化体的浸出率与浸出时间之间可以用经验方程ｌｎＲ＝ａ＋ｂｌｎｔ（Ｒ为浸出率，ｔ为浸出时间，ａ、ｂ为常数，浸出剂为去离子水，浸出温度为９０℃，浸出时间为３～２８ｄ，浸出率为Ｃｓ、Ｓｒ、Ｍｏ、Ｂａ的元素浸出率及固化体的质量浸出率）来描述。浸出温度对固化体浸出性能的影响程度表现在浸出过程的表观活化能上，钛酸盐陶瓷固化体质量和各元素浸出过程的表观活化能仅约为１０～２０ｋＪ／ｍｏｌ，小于硼硅酸盐玻璃固化体。     

模拟动力堆高放废液玻璃固化体的析晶行为及其对浸出率的影响北大核心CSCD

玻璃固化技术是国内外目前主要的高放废液固化处理手段。针对模拟高燃耗动力堆高放废液,研究了废物氧化物包容量为24%(质量分数,下同)和30%时玻璃固化体在不同热处理温度下的析晶行为以及析晶对玻璃固化体抗浸出性能的影响。根据X射线衍射、拉曼光谱和扫描电子显微镜分析结果,当热处理温度为800℃时,玻璃固化体析出晶体相为树枝状的钼酸钙CaMoO_(4)和丝状的锆铈氧化物Zr_(x)Ce_(1-x)O_(2);当热处理温度为950℃时,除钼酸钙和锆铈氧化物之外,玻璃固化体中还有大量的空心六方柱形的硅氧磷灰石相Ca_(2)Ln_(8)(SiO_(4))_(6)O_(2)析出。根据抗浸出性能检测结果,玻璃固化体经热处理析晶后其归一化质量损失降低了约1/3,B、Na、Mo、Ca等的归一化质量损失也有明显下降。且950℃热处理比800℃热处理后的玻璃固化体归一化质量损失更小。结果表明热处理析晶可提升玻璃固化体抗浸出性能。     

冷坩埚技术处理动力堆乏燃料高放废液的应用前景分析北大核心CSCD

随着我国核电技术的发展,对动力堆乏燃料高放废液玻璃固化的需求变得越来越迫切。本文梳理了冷坩埚技术处理动力堆乏燃料高放废液的应用前景,针对冷坩埚在处理动力堆乏燃料高放废液方面的技术优势、设计优势以及工艺优势做出了详细阐述,并基于国外冷坩埚高放废液玻璃固化研究进展的分析,对冷坩埚技术未来发展提出了建议。     

ZnO和CaO对模拟高放废液硅酸盐玻璃固化体性能的影响研究

针对有些高放废液含有较多Fe、Cr、Ni过渡金属元素,在玻璃固化工艺过程中易于形成晶体,导致熔融玻璃体的黏度增加、化学稳定性变差以及工艺过程中易出现出料口堵塞等问题,研究了废物包容量为15%和20%、添加ZnO(5.6%)和CaO(1.75%)的配方对形成的4种玻璃固化体的物理性能(密度、硬度、断裂韧性)、化学性能(产品一致性测试和蒸汽腐蚀测试)和结构(X射线衍射析晶分析、拉曼光谱分析)的影响。研究分析显示,提高废物包容量至20%以及添加ZnO和CaO均可促进硼硅酸盐玻璃固化体网络结构的稳定性和化学稳定性,并增强玻璃体的密度,提高硬度;但玻璃固化体的高温黏度升高,断裂韧性下降。     

核磁共振T2谱反演影响因素研究

核磁共振T2谱反演质量决定着核磁共振资料的应用效果。为了提高T2谱反演质量,需要对反演影响因素进行研究。首先对反演影响因素分类,然后利用正反演数值模拟技术对每种影响因素进行数值实验。结果表明,回波采集参数和质量,如回波个数、回波间隔、信噪比对T2谱反演质量影响较大;T2谱反演设置参数,如布点数、布点范围对反演质量影响较小;T2谱形态对反演质量也有较大影响。因此,为提高核磁共振资料的应用效果,除了提高回波信噪比外,还应优化回波采集参数;至于T2谱反演设置参数可以根据具体问题灵活选取。     

零价铁去除U(Ⅵ)的作用机理及其影响因素

在核废料处理中,如何将毒性大、易迁移的放射性核素U(Ⅵ)转化为毒性小、难迁移的U(Ⅳ)是非常关键的处理步骤。零价铁还原技术由于其价格廉价、环境友好、工艺简单等优点,在放射性核素U(Ⅵ)的还原处理方面也显示了较好的应用前景。本文详细地论述了零价铁去除U(Ⅵ)的3种界面化学作用机理：还原沉淀机理、吸附机理、共沉淀机理;还就各种水化学因素：氧化还原条件、介质pH、共存离子、天然有机质及微生物等对反应作用机理的影响进行了较为深入的讨论;并对如何有效、深入开展零价铁去除U(Ⅵ)的今后研究方向进行了展望。     

去污泡沫性能的影响因素初步研究

泡沫去污是将含有去污成分的发泡剂与气相混合,产生的泡沫作用于待去污表面,从而实现将放射性污染物去除的目的。通过充泡或鼓泡法,研究稳定剂和发泡剂浓度、气流量等对去污泡沫性能的影响。初步研究结果表明:稳定剂浓度是泡沫持液性能的主要影响因素,建议其加入量为2g/L左右,不宜超过3g/L;发泡剂浓度和气流量是去污泡沫性能的次要影响因素,推荐适宜的发泡剂质量浓度和气流量分别为8g/L和7.0m3/h。建议优化设计,以期获取最佳结果。     

热释光剂量计测量结果影响因素研究

为进一步提高2016年国内比对中热释光剂量计测量的精密性和准确度,实验通过制定较为完善的实验方案,严格控制热释光剂量计的辐照、测读及退火条件,将热释光剂量计的重复性保持在1%以内;其刻度因子多次测量结果的误差也在1%以内;同时对其剂量响应和稳定性做了一定的研究。     

DHDECMP-TBP/煤油萃取模拟高放废液中的裂片元素工艺研究

实验测定了22％ DHDECMP-42% TBP/OK从模拟高放皮液中萃取Zr、Mo、Cs等裂片元素的分配比，并在微型离心萃取器(转鼓φ10mm)串联台架上进行了从模拟高放废液中萃取裂片元素的工艺研究。采用6级萃取，2级洗涤，6级反萃，流比AF：AX：AS＝1：1．5：0．5，BF：BX＝1：1，实验考察了裂片元素的各级浓度分布。对Zr、Mo的净化系数DF分别为3．2、18；对Rb、Cs、DF、Ba，DF＞10^3。     

考虑人因的面向对象贝叶斯网络概率安全评估模型

人因对系统安全的影响日益突出,但现有的概率安全评估方法对其重视不足.本文建立了一种考虑人因的面向对象贝叶斯网络概率安全评估模型.该模型将人因整合到已有的事件序列图框架中,然后构建面向对象贝叶斯网络模型中的类,并转化为潜在贝叶斯网络进行推理,最后将推理结果整合到事件序列图中进行概率安全评估.利用该模型对核电站失水事故进行了分析,结果表明,该模型不仅适用于实时情境评估的情形,还适用于积累了一定量信息之后的情境评估.由于采用了面向对象的建模思想,有效地降低了建模的复杂程度,非常适用于大型复杂系统安全性建模分析.     

基于RELAP5的汽轮机仿真模型研究

建立了一个能准确反映级内部非等熵过程及动态运行特性的汽轮机模型,并将其加载到RELAP5程序中,完成RELAP5汽轮机模型的改进。改进的汽轮机模型是基于级内蒸汽的流动和做功特点,充分考虑了汽轮机结构参数以及汽轮机湿蒸汽流的非平衡两相凝结而形成的凝结冲波现象的影响。通过RELAP5程序内部耦合接口的建立和输入处理子程序的修改,实现了汽轮机模型的加载。以秦山一期300 MW核电厂汽轮机部件为对象,分别利用原RELAP5汽轮机模型和改进的汽轮机模型对其进行稳态和动态的仿真计算和比较分析。结果表明,改进的汽轮机模型能更准确地反映汽轮机动态运行特性。     

基于四方程模型的LBE环管湍流换热数值研究

为计算液态铅铋（LBE）在环管内不同加热环境下的湍流换热,基于开源计算流体力学程序OpenFOAM开发了四方程模型求解器4eqnFoam。将LBE在平板和圆管内的预测结果与直接数值模拟结果和实验结果进行对比,验证了求解器的有效性。基于该求解器,分别计算了LBE在外壁绝热内壁加热以及内外壁面等热流加热环管内不同雷诺数下的湍流换热量。结果表明：随着雷诺数的增加,两种加热条件下的无量纲温度脉动、雷诺热流、湍流热扩散作用增大,而平均湍流普朗特数减小;当雷诺数增加到一定程度时,平均湍流普朗特数变化不明显。基于4eqnFoam求解器,可为计算LBE热工水力现象提供更多参考。     

压水堆SBLOCA事故环路水封清除现象机理与模型影响研究

环路水封清除（LSC）是压水堆冷管段小破口失水事故（SBLOCA）的典型事故特征之一。为确定LSC现象的物理模型影响,探究准确复现LSC现象的物理模型设置,从LSC现象物理机理的角度,对影响LSC的主要物理模型进行梳理和分析。结合LOBI台架SBLCOA系列实验,对LSC现象物理机理、物理模型影响进行模拟和验证。结果表明,在对影响LSC现象的物理模型进行合理设置后,RELAP5程序模型能较好地复现LOBI台架实验工况中的LSC现象,验证了LSC现象物理模型影响及模型设置的合理性。