专业认证背景下“核反应堆物理分析”课程建设探索

正工程教育专业认证是我国为实现工程教育国际化而实施的高等教育改革重要举措。根据工程教育专业认证标准,以及核工程类专业工程教育认证补充标准,华北水利水电大学核工程与核技术专业的培养目标为:培养学生德智体美全面发展,具备核能相关的核工程、核技术、核动力装置与系统、辐射探测与环境保护等方面的基础知识,具备核工程与核技术领域的科学研究、电厂运行、工程设计和管理规划等方面的基本素质,具备学习能     

CFETR屏蔽包层冷却系统设计及其热工分析

屏蔽包层是中国聚变工程实验堆(CFETR)的重要部件,起着实现能量输运、辐射屏蔽、热屏蔽等重要作用,其设计的合理性既关系到屏蔽包层结构的完整性,也影响着屏蔽包层功能的有效性。现首先根据屏蔽包层内的热源分布,完成屏蔽包层内冷却系统的设计;随后为验证屏蔽包层设计的合理性,采用有限元ANSYS FLUENT对屏蔽包层的冷却剂流速场、压力场和包层模块温度进行模拟计算与分析。研究结果表明,冷却剂最大流速、最高温度、最大压强分别为4.39 m/s、201℃和4.01 MPa,进出口压降约为0.01 MPa,进出口温度差值约为11.9℃,屏蔽包层模块最高温度为373.4℃,所有热工参数均达到了设计要求。     

Al、(Al,Si)涂层的制备及其在550℃液态铅铋合金中的防腐蚀性能研究

液态铅铋是加速器驱动次临界系统(ADS)的冷却剂兼散裂靶主选材料之一,作为加速器ADS系统中最合适的候选结构材料之一的奥氏体不锈钢316L,如果在高温液态铅铋合金(LBE)中遭受腐蚀会严重影响系统的安全性,因此必须要提高结构钢材的高温防腐蚀性能。本文利用热蒸发法在奥氏体不锈钢316L表面制备了Al及Si掺杂Al的Al-Si,Si-Al和Al(Si)四种涂层。利用X射线衍射,扫描电子显微镜和能谱仪表征和分析了涂层的相结构和显微结构。将四种涂层在550℃液态铅铋防腐1 000 h后,研究了它们的防腐蚀性能。结果表明,在目前的腐蚀条件下,四种涂层均具有良好的防LBE腐蚀性能,其中Al-Si涂层的防腐蚀性最好。     

T91钢在氧浓度为0.01ppm静态铅铋合金中的界面腐蚀特征

开展了铅基反应堆候选结构材料T91钢在500℃、0.01ppm氧浓度、静态铅铋共晶合金(LBE)中的腐蚀行为研究,腐蚀时间依次为500、1 000、2 000h。采用SEM观察腐蚀界面组织形貌,并结合EDX分析界面产物成分及元素扩散行为。结果显示:T91钢发生了氧化腐蚀,表面生成了具有3层结构的氧化膜。最外层为疏松且有LBE渗透的Fe3O4层,中间层为致密且具有保护性的(Fe,Cr)3O4层,最内层为富含铬元素的内氧化层(IOZ)。随着腐蚀时间的增加,Fe3O4层和(Fe,Cr)3O4层的厚度先快速增加,在1 000h时分别达到6.5μm和7.4μm;随着腐蚀时间进一步增加,Fe3O4层的厚度略有减小而(Fe,Cr)3O4层的厚度略有增加,而IOZ的厚度却一直近似以线性规律缓慢增加。     

核事故应急演练培训仿真系统设计与应用

为解决核事故应急演练中辐射场不可见、潜在的辐射风险、多工种参与人员众多等问题，本文提出了一种基于特征重要性的自适应光线投射三维核辐射场可视化方法。采用三维仿真引擎Unity3D研发了核事故应急演练培训仿真系统，通过ShaderLab编程实现百万网格数量级的核辐射场的三维可视化，基于有限状态机实现了多工种人员协同作业演练仿真等功能，系统帧率60帧左右，可满足实时交互需求。以放射源失控事故为案例，真实还原了核事故应急演练中的作业模式及处理流程，为保障人员辐射安全、丰富培训手段、降低培训成本提供了支持。