Challenges in spent nuclear fuel final disposal： conceptual design models

The disposal of spent nuclear fuel is a long-standing issue in nuclear technology. Mainly, UO2 and metallic U are used as a fuel in nuclear reactors. Spent nuclear fuel contains fission products and transuranium elements, which would remain radioactive for 104 to 108 years. In this brief communication, essential concepts and engineering elements related to high-level nuclear waste disposal are described. Conceptual design models are described and discussed considering the long-time scale activity of spent nuclear fuel or high level waste. Notions of physical and chemical barriers to contain nuclear waste are highlightened. Concerns regarding integrity, self-irradiation induced decomposition and thermal effects of decay heat on the spent nuclear fuel are also discussed. The question of retrievability of spent nuclear fuel after disposal is considered.     

比压对液态模锻铍青铜件组织和性能的影响

目的 针对先铸坯再模锻方法工艺流程长、能耗高、成本高的缺点,将液态模锻工艺应用于铍青铜件的成形制造中,以提高零件的成形质量、降低成本和能耗。方法 在工业生产条件下,对比研究了主要工艺参数比压对液态模锻铍青铜件试样拉伸性能、冲击性能、硬度及晶粒特征的影响规律。结果 当液锻比压从40 MPa提高至80 MPa时,液锻铍青铜的晶粒尺寸可以细化至65 μm以下,抗拉强度提高了150 MPa,伸长率由20%提高至40%,硬度和冲击韧性分别提高了35HBW和20 J/cm²。结论 液锻比压是影响铍青铜液锻件组织和性能的关键因素,随着液锻比压的增大,液锻铍青铜件晶粒被显著细化,强度、塑性、硬度和冲击韧性均得到显著提高。     

FeCoNiCrCu高熵合金涂层对复合铸造Al/Mg双金属组织和性能的影响

目的 研究不同厚度的Fe Co Ni Cr Cu高熵合金涂层对Al/Mg双金属组织和力学性能的影响。方法 通过超音速火焰喷涂工艺在A356嵌体表面喷涂不同厚度的FeCoNiCrCu高熵合金涂层,采用消失模复合铸造工艺制备Al/Mg双金属,利用扫描电镜、EDS能谱及XRD衍射仪、维氏硬度测试仪和万能试验机对Al/Mg双金属界面微观组织和力学性能进行测试和分析。结果 未喷涂高熵合金涂层的Al/Mg双金属界面由共晶层和金属间化合物层组成,断裂位置主要位于金属间化合物层,裂纹从Al₃Mg₂扩展至共晶层结束,具有典型的脆性断裂特征,剪切强度仅为30.37 MPa。当高熵合金涂层厚度为5μm时,Al/Mg双金属形成了Al₃Mg₂+Mg₂Si/AlxFeCoNiCrCu+FeCoNiCrCu+Al-Mg-Co-Ni混合相/δ-Mg+Al₁₂Mg₁₇共晶组织的复杂界面,断裂发生在高熵合金层与δ-Mg+Al₁₂Mg_17<...     

掺烧氨燃料对煤挥发分火焰特性及颗粒物生成的影响

掺烧“零碳、富氢、高氮”的氨气(NH₃)燃料是实现燃煤电站CO₂减排的重要技术路径。为探究氨燃料的引入对煤燃烧及污染物生成行为的影响,基于McKenna平面火焰燃烧系统开展了煤掺氨燃烧实验,结合可见光相机、烟气分析仪及热泳探针取样分析系统,探究了掺烧氨燃料对煤挥发分火焰形态与温度特征、气态污染物及碳烟等细颗粒物生成的影响。研究结果表明：氨燃料先于煤着火,并加热促进煤热解及挥发分的生成与释放,促使挥发分着火燃烧,导致挥发分火焰长度和温度增加。掺烧的NH₃在挥发分火焰中部分转化为NO,导致火焰中NO浓度显著升高。掺烧NH₃提升了气相燃料当量比,促进了挥发分向碳烟的转化,促使碳烟颗粒生成量增加。     

大晶粒UO2燃料芯块堆内试验组件的研制

为了开发高性能的压水堆燃料,研制了大晶粒燃料芯块。试验燃料芯块具有高的235U富集度、小直径和大晶粒尺寸的特点。通过堆内辐照试验可以对不同制造工艺的燃料芯块进行评价和筛选,以便确定燃料制造工艺。为了在中国原子能科学研究院池式研究堆中随堆考验,设计了一种试验组件,包含四根双包壳的燃料棒。双包壳燃料棒是在外包壳内装入两根单包壳燃料棒。试验组件直接由反应堆一次循环水冷却,不设专门的冷却回路。试验组件上安装了多种堆芯测量传感器,包括燃料中心温度热电偶、自给能中子探测器和冷却剂出、入口温度热电偶,可以在线监测燃料试验参数。描述了大晶粒UO2燃料芯块的研制、试验燃料组件的研制和检验。     

基于协作传输的大范围WSNs能耗均衡分簇算法

由于大范围无线传感器网络（WSNs）节点的数量巨大,网络的能量消耗极不均,提出一种基于协作传输的分簇算法—EBBMCC—LS算法。该算法在保证网络均匀分簇的前提下,能保证网络中簇头节点的均匀分布,在簇间通信时加入协作传输策略,传感器节点之间通过协作传输构成虚拟多天线系统,改善系统性能,解决了大范围WSNs中的能耗不均现象。实验验证：该算法能够均衡大范围WSNs中的能耗,延长网络寿命,可促进大范围WSNs应用的推广。     

基于模糊逻辑的无线传感网络分簇路由协议

能量消耗是无线传感器网络中首要考虑的问题. 为了均衡每个节点的能耗, 延长网络节点的生存寿命, 本文提出了一种基于模糊逻辑方法的FLCHE分簇路由协议. 该协议充分考虑了节点的剩余能量, 能量消耗速率以及节点的分布密度. 通过MATLAB实验仿真表明, 相比于经典的LEACH分簇路由协议, FLCHE协议更加均衡了网络节点的能耗, 有效地延长了网络的生命周期, 总体性能优于LEACH算法.     

大型核电站燃料组件包络轮廓尺寸全自动检查装置技术开发与应用

核燃料组件的外型尺寸检查是保证其能否正常入堆和正常换料的关键条件之一,因此,核燃料组件出厂前的最终检查装置具有相当重要的地位和作用。木文参考从国外进口的核燃料组件外型尺寸检查仪,结合多年来实践过程中暴露的缺陷和不足,开发了新型核燃料组件外型尺寸检查仪,应用结果表明,CJNF开发的新型核燃料组件检查仪,功能强,价格低。投入生产实践表明,本次技术开发的新装置完全能满足生产工艺要求,质量可靠,性能稳定,并达到国际先进水平。     

低功耗无线传感终端网络系统设计与实现

针对无线传感网络系统中终端节点、中继器等设备存在的低功耗技术需求,以MSP430芯片为核心,设计一种对环境温湿度等参数进行检测的低功耗无线传感终端网络系统。为了降低节点功耗,在ZigBee协议栈基础上进行改进,设计了传感终端节点的正常、监控和维护三种工作模式,使传感终端和中继器节点能够按照实际需求控制采样时机和速率,以降低传感节点用于无线通信的能量开销。实测结果表明,该无线传感器网络系统功能可靠,技术指标达到了系统节点低功耗设计目标。     

传输触发体系结构指导下的ASIP自动生成

提出传输触发体系结构（TTA）指导下的专用指令集处理器自动生成方法,可有效地解决指令集生成、可重定向编译和微结构设计等问题. TTA只包括一种指令即传输指令,避免了指令集生成的问题;在该方法的软件工具链中,语义翻译和调度相互独立,调度器无需关心语义,解决了可重定向编译的问题;微结构设计遵循统一模板,其寄存器传输级描述可自动生成.另外,针对应用的性能优化与连接优化过程是自动完成的.在密码算法领域的应用验证了该方法的有效性.