大面积MRPC宇宙线缪子成像原型装置的研制

大面积位置灵敏探测器阵列是宇宙线缪子散射成像系统的关键部分。研发了适用于研制的73.6 cm×73.6 cm大面积二维读出位置灵敏MRPC探测器上的双精细复用读出电子学,构建了一个包括上下2组、每组各3块大面积MRPC的宇宙线缪子散射成像原型实验装置。该装置通过上下两块塑料闪烁体进行触发,实验数据经过处理后能重建缪子径迹,采用PoCA图像重建算法,获得了散射成像实验图像,结果与蒙特卡罗理论模拟结果相一致,为进一步研究宇宙线缪子成像物理机制、成像算法等提供了良好的实验平台。     

供料位置对离心机供料射流流场影响的数值模拟

为研究供料口位置对离心机供料射流流场的影响,采用直接模拟蒙特卡罗（DSMC）方法对离心机中心射流区域进行模拟。选择Iguassu离心机模型和变径硬球碰撞模型,得到了不同的轴向和径向供料位置下径向供料模型的供料射流流场参数分布情况。通过对模拟结果进行分析可得：在径向供料条件下,供料口附近区域的流场受供料条件的影响显著。由于供料射流的膨胀作用,导致了供料口附近低温区的出现。在靠近出流边界处,由于较高的角向速度,形成较大的压力梯度,使气体的径向速度降低,导致温度明显升高。轴向位置的变化导致流体参数的轴向平移。而随着供料口径向位置的增大,供料口附近的膨胀范围减小,低温区减弱,即该区域的最低温度升高。而近出流边界处,随供料口径向位置的增大,温度相应降低,径向速度同时降低。     

蒙特卡罗粒子输运计算自动建模程序系统的研究与发展

在广泛调研和分析现有几何建模方法特点的基础上研发了具有可视化用户界面的自动建模程序系统MCAM.它可以实现多种商用软件CAD模型与MCNP模型之间的相互转换,且提供了模型建立、预处理、属性分析等基本功能和计算结果可视化及基于医学映像建模接口等扩展功能.全面系统地介绍了MCAM的设计思想与原理、总体结构、主要功能和国际合作协议框架下的应用测试等情况.实践表明,它是一个实用的MCNP计算辅助工具和核设计与核分析质量保证工具.     

30万千瓦核电厂提升功率下的18个月换料燃料管理研究及经济性分析

鉴于近年来提升功率在大量现役核电厂中的成功应用,以及长周期、高燃耗、低泄漏的堆芯燃料管理技术所带来的更高的燃料利用率,本文对现役30万千瓦核电厂基于提升功率下开展了长周期、高燃耗、低泄漏的堆芯燃料管理方案研究.本文初步设计的燃料管理策略在满足有关的设计准则和要求基础上,可满足堆芯额定热功率为1250 MW的18个月长周期的堆芯燃料管理目标.与现行的堆芯燃料管理方案相比,可使核电厂在提升功率的同时进一步提高燃料利用率,经济性得到显著提高.本研究作为一项技术支持和技术储备,对30万千瓦级核电厂的功率提升和燃料管理方案优化具有较强的指导意义.     

MCNP模拟钴-60辐照装置空间剂量场

为模拟辐照室中辐照工位外的周围空间剂量场分布,采用蒙特卡罗粒子输运程序MCNP建立钴-60辐照装置模型。以单板源架中心点为坐标原点的笛卡尔坐标系,考虑钴-60源的γ射线非自吸收和自吸收两种情况,研究坐标轴方向上每隔10 cm间距的空气平面的剂量率和坐标轴上剂量率的变化规律。结果表明,辐照室中辐照产品占满辐照工位的情况下,周围空间剂量场空气面剂量率整体较小;单板源架中心坐标轴上的剂量率变化规律更符合二项式拟合函数。在钴-60源γ射线自吸收情况下,单板源架端面坐标轴附近的空气面剂量率明显偏小,且随着空气面远离单板源架,空气面上的高剂量率区域向两侧移动;在钴-60源γ射线非自吸收情况下,单板源架端面处的空气面高剂量区域始终位于坐标轴附近。MCNP理论模拟计算分析对于利用钴-60辐照装置辐照工位外的周围空间剂量场具有重要的实际指导意义。     

胞外聚合物在腐败希瓦氏菌处理铀污染地下水中的作用

以模拟铀污染地下水为对象,采用腐败希瓦氏菌对其进行了固定铀实验,利用单粒子 电感耦合等离子体质谱（SP ICP MS）、3种胞外聚合物（EPS）提取方法和碳酸氢钠 硝酸分级提取法表征了腐败希瓦氏菌和EPS中铀的含量和赋存形态,并采用傅立叶红外光谱（FT IR）技术分析了EPS与铀反应前后的变化。结果表明,阳离子交换树脂（CER）法适用于表征EPS中的铀含量及形态,EPS中的铀可占腐败希瓦氏菌固定铀总量的(140±10)%。SP ICP MS分析表明,CER法获得的EPS中颗粒铀是其主要形态,EPS在固定铀的过程中,既涉及到生物吸附,也涉及到生物矿化。FT IR分析进一步说明生物吸附时,铀可与EPS中的羧基官能团结合。以上结果表明,EPS在腐败希瓦氏菌固定铀的过程中发挥了重要作用。     

骨架发热多孔介质方腔内非达西自然对流的数值研究

本文利用局部非热平衡模型,对骨架发热多孔介质方腔内的非达西自然对流进行了数值研究.方腔上下壁面绝热、左右壁面维持恒温T0.采用Brinkman-Darcy-Forchheimer模型来描述多孔介质内的流动,当有效导热系数比(0.001≤γ≤1.0)和无量纲容积换热系数(1.0≤H≤1000)在较宽的范围内变化时,计算研究了不同的有效导热系数比和无量纲容积换热系数对方腔内流动换热的影响.数值模拟结果表明:在有效导热系数比γ=1.0和无量纲容积换热系数H=1000时,局部热平衡模型是成立的;而对其他情形,必须采用局部非热平衡模型才能准确地预测出方腔内的流动换热特性.