固定调谐器对散裂中子源DTL电场稳定性的影响

中国散裂中子源(Chinese Spallation Neutron Source,CSNS)漂移管直线加速器(Drift Tube Linac,DTL)分为4个物理腔,于2015年12月正式投入运行。在DTL腔体低功率测量过程中,除DTL-1外,DTL-2、DTL-3和DTL-4工作频率均偏低,需要补偿的量超出了固定调谐器的调谐范围。原因发现是固定调谐器插入腔内过深,谐振腔模式发生耦合,腔体的双周期链被破坏,轴向电场稳定性不达标。利用CST(Computer Simulation Technology)软件计算轴向电场稳定性特性,给出耦合杆分组规律,加快了调谐效率。DTL-2所有固定调谐器达到行程极限,将两个可动调谐器在50 mm内长基础上向内延伸10 mm,工作频率达标;DTL-3和DTL-4在耦合杆上增加相同尺寸调谐环补偿频率。改进后的低功率测量结果表明:电场平整度达到±2%以内,稳定性调谐至±150%/MHz以内,温度25°C时谐振频率调整至323.9 MHz±10 k Hz,均满足工程使用要求。     

一回路剩余空气体积对核岛隔离阀密封性定期试验的影响研究

核电机组核岛隔离阀密封性定期试验一般在机组启动的动态排气后进行,是确保隔离阀安全功能的重要试验。本文分析了核电机组安注管线主回路隔离阀密封性定期试验的原理和验收准则的设计方法,提出了动排气剩余空气体积对隔离阀密封性定期试验影响的分析方法。以RCP320VP为例,通过CFD建模计算,分析了剩余空气体积对定期试验结果的影响,即一定范围内剩余空气体积升高不会对定期试验结果带来影响,若一回路剩余空气体积提升过高(高于40标准立方米),在ASME标准允许的最大泄漏口径前提下,原来的定期试验验收准则将不再适用。本文的研究对于优化定期试验监督、提升机组核安全水平、提升一回路剩余空气体积标准值具有较大的参考价值。     

多用途流固耦合结构动力学计算程序研究

结合Eulerian流体弹塑性计算方法和Lagrangian结构动力学计算方法的特点,自主提出了一种比较通用的Euler-Lagrange流固耦合数值模拟计算技术,并编制形成了一套包含多种材料模型、状态方程及加载方式的多用途流固耦合计算分析程序。测试算例表明,自主开发的流固耦合算法使得流固间的相互作用可以更好地被监控、评价,从而可以更好地分析流场传递到结构中的载荷作用及流固相互作用过程。同时可为核工程中的爆炸、冲击载荷下结构安全性评价提供了一个较好的分析平台,也可为相关多物理场耦合计算技术的开发提供基础平台。      

电感耦合等离子体质谱法测定锡铅焊料中11种杂质元素

锡铅焊料中的杂质元素对焊点的抗氧化性、润湿性、扩展面积有重要影响,因此对其进行测定意义重大。采用硝酸、氢氟酸溶解样品,选择H₂动态反应池模式测定Fe,标准模式测定Al、P、Cu、Zn、As、Cd、Ag、Sb、Au、Bi,同时以Sc校正Al、P、Fe、Cu,以Cs校正Zn、As、Ag、Cd,以Tl校正Sb、Au、Bi,实现了电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)对锡铅焊料中这11种杂质元素含量的测定。在优化的实验条件下,11种杂质元素校准曲线的相关系数均大于0.999,方法的检出限在0.002~0.80μg/g范围内,测定下限在0.007~2.73μg/g范围内。用建立的实验方法测定锡铅焊料样品中Al、P、Fe、Cu、Zn、As、Cd、Ag、Sb、Au、Bi,平行测定11次结果的相对标准偏差(RSD)为0.85%~3.5%,加标回收率为90%~110%。将实验方法应用于锡铅焊料标准物质YT9302中Al、Fe、Cu、Zn、As、Sb、Bi共7种杂质元素的测定,结果与认定值一致。     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定钒钛磁铁矿中锌

钒钛磁铁矿中含有一定量的锌,在高炉冶炼过程中,锌被还原成金属锌,而金属锌会侵蚀炉体的耐火材料,因此在钒钛磁铁矿冶炼中锌是一种有害元素,需要对进入炉体中锌的含量进行严格控制。试样采用盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸体系溶解,选择Zn 206.200nm作为分析谱线,采用基体匹配法绘制校准曲线消除基体效应的影响,使用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定钒钛磁铁矿中锌。锌含量为0.01%~0.05%(质量分数)时与其发射强度呈线性,相关系数为0.9999;方法检出限为0.0030μg/mL。按照实验方法测定两个钒钛磁铁矿样品中锌,结果的相对标准偏差(RSD,n=10)小于1%;加标回收率为98%~102%。     

二乙基三胺五乙酸浸取-电感耦合等离子体质谱法测定石灰性土壤中有效态铜锌铁锰

采用二乙基三胺五乙酸(DTPA)浸提石灰性土壤样品中有效态Cu、Zn、Fe、Mn后,样品溶液基体盐分较大,此时若直接采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)进行测定,极易使仪器的采样锥和截取锥发生堵塞,雾室和炬管积盐,进而影响测定准确性。据此,实验用DTPA浸提样品后,采用对样品溶液稀释10~30倍和在标准溶液系列中加入DTPA溶液进行基体匹配的方法以消除基体干扰,利用氦碰撞模式进行测定以消除多原子离子⁴⁰Ar¹⁶O对⁵⁶Fe的质谱干扰,最终实现了ICP-MS对石灰性土壤中有效态Cu、Zn、Fe、Mn的测定。对氦气流量进行了优化,并确定氦气流量为4.5mL/min。在优化的实验条件下,Cu、Zn的质量浓度为5~200ng/mL、Fe的质量浓度为100~3000ng/mL、Mn的质量浓度为30~1000ng/mL时,各元素质量浓度分别与其计数值呈线性关系,相关系数均不小于0.9998。方法检出限为0.003~0.01mg/kg。按照实验方法测定土壤有效态成分分析标准物质中的有效态Cu、Zn、Fe、Mn,测定值与认定值一致,相对标准偏差(RSD)为1.3%~3.1%。采用实验方法和标准方法HJ 804—2016(电感耦合等离子体原子发射光谱法)进行方法对照试验,二者测定值基本一致。     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定土壤中8种组分

为满足土地质量调查的需求,实现土壤中多组分的同时消解及准确测定,提高大批量样品的分析效率,建立了土壤样品经高压密闭消解后,采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定K₂O、Na₂O、CaO、MgO、Ba、Mn、Cu、Zn的方法。通过对消解体系、酸用量、消解温度等方面的考察,确定最佳实验条件;并对待测液中共存元素Al、Fe的干扰进行探讨,两者均不干扰测定。各组分校准曲线线性相关系数均大于0.999;检出限为0.01~10μg/g。实验方法用于测定土壤标准样品GBW07385、GBW07386、GBW07388中K₂O、Na₂O、CaO、MgO、Ba、Mn、Cu、Zn,测定结果的相对标准偏差(RSD,n=12)为1.1%~4.3%,相对误差RE为-4.0%~4.6%。采用实验方法对土壤实际样品中K₂O、Na₂O、CaO、MgO、Ba、Mn、Cu、Zn进行测定,结果的RSD(n=6)为1.2%~4.6%;并与地矿行业标准方法DZ/T 0279.2—2016测定结果进行比对,测得结果基本一致。     

三相电极电渣重熔过程温度场与流场研究

基于有限体积法发展了三相电极电渣重熔过程的瞬态多场耦合数学模型.通过简化麦克斯韦方程组得到适用于电渣重熔体系的电磁场输运方程,计算出了洛伦兹力和焦耳热的分布,并将两者分别耦合到动量与能量方程中.同时采用RNG k-ε湍流模型计算湍流粘度,通过自定义函数描述电极的集肤效应.研究结果表明:焦耳热主要集中在渣池内,其最大值在电极底部内侧与渣的交界处.渣池内温度较高,分布比较均匀,温度的最大值出现在三根电极中心的渣层区域.渣池内的流动由重力、洛伦兹力和浮升力引起的.三电极的金属熔池是一个U型剖面,相较于单电极的V型金属熔池剖面更浅、更平缓.     

基于风云三号卫星微波成像仪观测的全球海气界面潜热通量遥感

海气界面潜热通量是衡量海气间能量和水汽交换的重要指标。热通量卫星遥感产品具有覆盖面广、时效性高的优势,但也存在观测非同步、潜热通量精度较低的问题。由于近表面空气比湿度是潜热通量卫星遥感的重要误差源,基于风云三号卫星微波成像仪观测数据,研究对空气比湿度反演算法进行了改进,改进后的算法与现场实测数据相比,反演精度有明显的提高。针对极轨气象卫星过境时间相对固定的问题,使用现场观测数据分析了潜热通量日内变化过程并建立了日均潜热通量估算模型,利用风云三号微波成像仪数据,通过块体法计算了全球海洋潜热通量。与现场实测数据相比,其偏差、均方根误差和相关系数分别为3.50 W/m²、32.96 W/m²和0.79。