基于LINAC慢正电子源的EGS4模拟

介绍基于ＢＥＰＣ ＬＩＮＡＣ和ＢＦＥＬ ＬＩＮＡＣＥ慢正电子束设备中正电子源部分的Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ模拟过程。结果表明,从Ｔａ靶出射的快正电子产额在ＢＥＰＣ ＬＩＮＡＣ和ＢＦＥＬ ＬＩＮＡＣ运行兼容模式时分别为１．８４＊１０＾１０／ｓ和３．９＊１０＾１１／Ｓ。     

织构对Zr-4合金循环变形行为的影响

研究了织构对Zr-4合金循环变形行为的影响及其作用机制。结果表明，(1)合金的低周疲劳寿命遵循Coffin—Manson关系N^(β)f△εpC。在给定△εp时，轧向的寿命比横向的长。随△εp的降低，两个方向的疲劳寿命差别增大；(2)在低应变幅，合金表现为循环软化直至疲劳破坏在高应变幅，循环变形的初期表现为循环硬化，随后是循环软化直至疲劳破坏在应变幅恒定时，随着循环次数的增加，晶粒发生转动，使晶粒有更高的Schmid因子；(3)半寿命时的σs随εp的变化遵循乘幂关系σs=K^sε(^n^s),σid随σp的变化则遵循对数关系σid=K^blnεp Cb；(4)轧向和横向之间循环变形行为的差别是由于织构效应的缘故。     

钼离子注入对锆-4合金耐腐蚀性的影响

观察钼离子注入对锆-4合金在硫酸水溶液中耐腐蚀性的影响。使用MEVVA(Metalvaporvacuumarc)源对锆-4合金表面注入1×1016—1×1017cm-2剂量的钼离子,用X射线光电子能谱(XPS)分析其表面元素价态;用三次极化扫描评价其在1mol·L–1硫酸水溶液中的耐腐蚀性;并对三次极化后的样品进行扫描电镜(SEM)观察。实验表明,当钼离子注入剂量小于5×1016cm-2时,注入样品的耐腐蚀性显著增强。当钼离子注入剂量为1×1017cm-2时,注入样品的耐腐蚀性反而比未注入时差。讨论了钼离子注入锆-4合金后耐腐蚀性改变的原因。     

U-Mo合金与Zr-4合金的扩散层性质研究

本文对U-Mo合金与Zr-4合金的扩散层性质进行了研究。三明治结构的U-Mo/Zr-4扩散偶在760~800℃下包覆热轧后,保温10~66 h。采用扫描电子显微镜(SEM)分析了扩散层的形貌和厚度,采用波谱仪(WDS)分析了各元素在扩散区内的分布情况,采用X射线衍射仪(XRD)测定了扩散层的相组成。分析结果表明,即使在800℃的高温下,U-Mo/Zr-4的扩散程度依然微弱,表现出良好的相容性;U-Mo/Zr的扩散层中间出现裂纹,裂纹两侧的扩散层相组成明显不同,靠近U-Mo侧为富Mo相,其主要是以化合物ZrMo_2为基的固溶体;靠近Zr-4侧的为富Zr相,其主要是以化合物UZr_2为基的固溶体;裂纹认为是由U和Zr不等量的原子交换所造成的。     

Zr-4合金小试样高温疲劳行为研究

基于Zr-4合金漏斗薄片小试样,完成了室温和400℃高温下的等幅横向应变循环与应变疲劳试验.根据弹塑性有限元分析,建立了基于局部应变等效的应变换算方法,并结合实验结果,得到了估算Zr-4合金应变疲劳寿命的Manson-Coffin模型.结果表明:低应变幅下,Zr-4合金表现出循环软化特征;高应变幅下,Zr-4合金表现出循环强化特征.高温严重降低了低应变幅下Zr-4合金的疲劳寿命,随着应变幅增加,温度影响趋弱.分析表明,基于传统应变转换公式的M-C模型用于估算疲劳寿命偏于保守.     

燃料元件格架用Zr-4合金板材研究

对燃料元件格架用Zr-4合金板材的性能进行了较全面的研究,确定了合金板材的制备工艺,研究了加工率和热处理制度对合金性能的影响。     

Y/Ce注入对Zr-4合金高温氧化行为的影响

为了比较研究Y、Ce离子注入对Zr-4合金氧化性能的影响，探索离子注入后的改性机制，对Zr-4合金表面分别注入了不同剂量的两种离子并在500℃条件下进行空气氧化．氧化曲线表明：Y、Ce离子注入均能明显改善Zr-4合金的氧化性能，改善的程度随注入剂量的提高而增大；Ce离子注入后的改性效果略强于Y．使用XPS、GAXRD研究了注入样品高温氧化实验后的表层氧化膜成份及其相结构，探讨了Y、Ce离子注入提高Zr-4合金高温抗氧化性能的机理。     

Zr-4合金的表面晶粒细化研究

通过超声喷丸在Zr-4合金表面获得细晶组织,采用金相显微镜、X射线衍射(XRD)以及场发射扫描电镜(FEG-SEM)观察处理前后锆合金的晶粒组织变化.结果表明,喷丸后样品从表面到芯部依次为:纳米晶(厚度约为60 μm)、超细晶(厚度约为160 μm)和原始组织.喷丸处理的晶粒细化机制为剧烈塑性变形.主要过程包括:孪晶、位错萌生-位错纠缠-晶粒分割-取向随机化.     

Zr-4合金定位格架电子束焊接工艺研究

介绍了应用真空电子束焊接方法对Zr-4合金定位格架进行的焊接工艺研究。通过焊接工艺试验,焊缝组织的金相检验,X射线探伤对焊缝缺陷的检验,选出了满足设计要求的焊接工艺。结果表明Zr-4合金定位格架应用真空电子束焊接是可行的。     

Zr-4合金定位格架电子束焊接工艺研究

介绍了应用真空电子束焊接方法对Zr-4合金定位格架进行的焊接工艺研究。通过焊接工艺试验,焊缝组织的金相检验,X射线探伤对焊缝缺陷的检验,选出了满足设计要求的焊接工艺。结果表明Zr-4合金定位格架应用真空电子束焊接是可行的。     

Investigation of SPPO Membranes by Positron Annihilation Lifetime Spectroscopy

Positron annihilation lifetime spectroscopy （PALS） is a powerful technique to study the free volume in polymers. The lifetime of ortho-positronium （o-Ps）, a bound state of an electron and a positron, can be used to assess the pore size while the intensity can be used to characterize the number of pores. On the basis of the values of the long-lived o-Ps components in the lifetime spectra, the radii and fractional free volumes in the sulfonated poly （2,6-dimethyl-1,4- phenyleneoxide） （SPPO） membranes with different amounts of LiCl were calculated. It was found that, with the increasing amount of LiCl, the free volume radius and the fractional free volume firstly increased and then decreased. After immersing the membranes in distilled water, the free volume radius and the fractional free volume changed with different water concentrations in the membrane.     

N+离子注入对锆-4合金耐腐蚀性能的影响

为了研究N+离子注入对锆-4合金耐腐蚀性能的影响,本文使用直线加速器产生的N+离子注入锆-4合金样品,通过对离子注入后样品电化学曲线的测量,分析不同剂量下N+离子注入对锆-4合金钝化电流密度的影响,同时使用透射电子显微镜分析注入层的微观结构.结果表明,随着注入剂量的提高(0-1×1016cm-2),样品钝化电流密度下降,耐腐蚀性能提高,其原因主要归结于样品表层由多晶结构到非晶结构的转变过程.     

A Review of Studies of Polymeric Membranes by Positron Annihilation Lifetime Spectroscopy

A review is presented of studies of polymeric membranes by applying positron annihilation lifetime spectroscopy （PALS）. PALS has been used to study subnanometer-sized holes, to determine their size distribution and free-volume fractions, and to probe molecular-sized vacancies in glassy polymers. At present, PALS is believed to be a highly effective physical method for the examination of polymeric membranes.     

ZIRLO合金和Zr-4合金在LiOH水溶液中耐腐蚀性能的研究

比较了ZIRLO合金和Zr-4合金两种样品在350℃、16．8MPa、0．04MLiOH水溶液中的耐腐蚀性能，发现Zr4合金样品在腐蚀转折之前的腐蚀增重比ZIRLO合金稍低，这时两种样品的氧化膜相对完整而致密。用二次离子质谱仪(SIMS)测量Li^ 在两种合金样品氧化膜剖面中的分布，发现Li^ 进入Zr-4合金氧化膜的深度比ZIRLO合金浅，但浓度比较高。而腐蚀至68天在Zr—4合金样品腐蚀发生转折后，其腐蚀增重远高于ZIRLO合金，这是因为此时Zr-4合金样品氧化膜因疏松而失去保护作用，而ZIRLO合金样品腐蚀至82天氧化膜仍致密而完整。ZIRLO合金中细小的βNb和Zr—Fe—Nb第二相粒子可能对保持氧化膜的完整性有重要作用。     

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。     

镧离子注入对纯锆耐蚀性的影响

为了研究镧离子注入对纯锆耐蚀性的影响,样品表面分别注入了1×10~(16)-1×10~(17)cm-2的镧离子,使用MEVVA源作为注入源,注入能量为40 kv。X光电子谱(XPS)分析了注入样品表面镧的价态,三电极动电位扫描测定了注入样品在0.5 mol/L H2SO4溶液中的极化曲线,通过与空白样(未注入样品)比较可知,镧离子注入后,纯锆样品的耐蚀性大大提高。最后,讨论了耐蚀性提高的机理。     

Irradiation Effects on Corrosion Resistance and Microstructure of Zircaloy-4

In order to investigate irradiation effects on nodular corrosion resistance of Zircaloy-4, an out-of-pile corrosion test was conducted using Zircaloy-4 specimens cut from the channel box of a fuel assembly irradiated in the BWR (Monticello reactor) up to the neutron fluence of 1.53×10²⁶ n/m² (E>1MeV). The corrosion test was carried out in high pressure steam of 10.3 MPa at 783 K for 24 h. No nodules appeared on the specimens cut from welded areas of the channel box and nodular corrosion resistance tended to be better with increasing neutron fluence. Microstructural evolution in the form of irradiation-induced release of Fe atoms from Zr(Fe, Cr)2 type precipitates was detected by an analytical electron microscope. It was found that the higher the concentration of dissolved Fe and Cr in the grains of Zircaloy-4, the better the nodular corrosion resistance.     

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。