检索结果-内蒙古大学图书馆

金属学报 2024年第3期60卷 299-310页

作者：白菊菊李健健付崇龙陈双建李志军林俊中国科学院上海应用物理研究所上海201800 中国科学院大学北京100049

焊缝因其组织及力学性能不均匀性常被视为结构材料的薄弱环节。本工作对焊缝进行高温氦离子辐照效应研究,明确辐照缺陷在焊缝与母材中的演化差异。850℃下,对GH3535合金焊接接头进行2×10^(16) ions/cm^(2)氦离子辐照,利用TEM和纳... 详细信息

焊缝因其组织及力学性能不均匀性常被视为结构材料的薄弱环节。本工作对焊缝进行高温氦离子辐照效应研究,明确辐照缺陷在焊缝与母材中的演化差异。850℃下,对GH3535合金焊接接头进行2×10^(16) ions/cm^(2)氦离子辐照,利用TEM和纳米压痕仪对焊缝和母材的微观结构及力学性能进行表征,对比分析高温下焊缝中微观缺陷的演化行为及力学性能变化。结果表明,850℃下,焊缝中He泡多分布在位错线和碳化物-基体界面上,碳化物-基体界面上的He泡较位错线上的He泡尺寸更小,密度更高;焊缝中峰值处He泡平均数密度小于母材,尺寸略大于母材,而位错环的数密度和尺寸均小于母材。纳米压痕结果表明,同样辐照条件下,焊缝的辐照硬化程度(36%)约为母材(70%)的一半。经DBH模型计算确认辐照后样品中He泡和位错环是造成辐照硬化的主要因素。分析认为,高温下纳米碳化物和位错线对He原子以及间隙子的捕获是导致焊缝与母材辐照行为差异的关键原因。

关键词： GH3535焊接接头氦离子辐照 He泡位错环辐照硬化

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基于点云处理方法的双曲面X射线折射透镜轮廓表征

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光学学报 2025年第7期45卷 358-367页

作者：印婉嘉张增艳董晓浩中国科学院上海应用物理研究所中国科学院大学中国科学院上海高等研究院

新一代光源大科学装置对X射线折射透镜质量的要求日益提高，而目前利用超快激光加工金刚石材料、制备折射透镜的工艺不够成熟。为应对加工质量检测需求，提出了一种基于点云处理的透镜表征方法，基于同步辐射X射线断层扫描成像技术，表... 详细信息

新一代光源大科学装置对X射线折射透镜质量的要求日益提高，而目前利用超快激光加工金刚石材料、制备折射透镜的工艺不够成熟。为应对加工质量检测需求，提出了一种基于点云处理的透镜表征方法，基于同步辐射X射线断层扫描成像技术，表征通过利用飞秒激光加工金刚石材料制备的二维聚焦透镜的结构，提取曲面点云数据，进行等距离分层、质心查找、拟合计算等处理，完成双面对准偏差以及单面轮廓特征的测量。计算单面顶点曲率半径，将其与激光扫描共聚焦显微镜的测量数据进行比较，结果表明二者的误差小于1.58%。所提方法具有较高的准确性，可定量地表述双面透镜结构特征，能够为超快激光加工工艺的改进提供有效的数据反馈。

关键词： X射线折射透镜点云处理无损表征超快激光同步辐射

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FLiNaK熔盐中CsF的定向凝固分离研究

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核技术 2024年第8期47卷 36-42页

作者：周金豪刘春霞赵慧娟龚昱中国科学院上海应用物理研究所上海201800

熔盐反应堆采用氟化物熔盐作为冷却剂和燃料载体,运行后的燃料成分为铀、钍、裂变产物和载体盐,对裂变产物进行分离并回收有效组分复用,可以提高反应堆的运行经济性,并且使放射性废物最小化。定向凝固技术是利用多元混合物的相平衡特性... 详细信息

熔盐反应堆采用氟化物熔盐作为冷却剂和燃料载体,运行后的燃料成分为铀、钍、裂变产物和载体盐,对裂变产物进行分离并回收有效组分复用,可以提高反应堆的运行经济性,并且使放射性废物最小化。定向凝固技术是利用多元混合物的相平衡特性和凝固过程元素迁移机制实现物质分离,具有工艺操作简单、无副产物产生等优点,有望用于燃料盐中裂变产物分离。在自制的冷棒式定向凝固实验装置上,研究了FLiNaK熔盐体系内典型裂变产物CsF在不同工艺条件下定向凝固后的含量分布。研究结果表明:通过控制冷却凝固速度,得到的凝固盐中Cs元素的含量在径向上呈现出梯度分布,由内向外依次递减,外侧凝固盐中Cs含量相较液相中最高降低约90%,表明燃料盐中裂变产物定向凝固分离具有一定的可行性。

关键词：熔盐堆燃料盐裂变产物定向凝固

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钍基熔盐反应堆内化学研究进展和展望

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原子能科学技术 2024年第S02期58卷 256-264页

作者：李晴暖窦强赵中奇耿俊霞李文新中国科学院上海应用物理研究所上海201800

熔盐反应堆是第四代核能系统中唯一使用液态燃料的反应堆,在钍基熔盐反应堆研制和运行中有许多直接与化学相关的关键问题,堪比“化学堆”。于是,因熔盐反应堆研发和运行的需要诞生了放射化学在裂变能利用中的一门新分支学科——熔盐反... 详细信息

熔盐反应堆是第四代核能系统中唯一使用液态燃料的反应堆,在钍基熔盐反应堆研制和运行中有许多直接与化学相关的关键问题,堪比“化学堆”。于是,因熔盐反应堆研发和运行的需要诞生了放射化学在裂变能利用中的一门新分支学科——熔盐反应堆化学。本实验室利用加速器驱动的中子源和γ能谱分析技术开展了钍基熔盐反应堆化学研究。本文介绍了钍铀转换中间核素~(233)Pa和裂变产物~(131)I及~(95)Nb在熔盐反应堆模拟燃料盐中分布和行为的研究进展。基于对美国橡树岭国家实验室(ORNL)的熔盐反应堆实验装置运行中的燃料盐、锕系元素和裂变产物等相关若干问题分析,提出了在钍基熔盐反应堆框架内熔盐反应堆内化学方面应该进一步开展的研究内容,包括钍基熔盐反应堆运行的化学检测和诊断、影响熔盐氧化还原电势的因素、熔盐氧化还原电势检测的新技术等。熔盐反应堆化学研究的进一步深入将拓展熔盐反应堆化学实践和理论,使钍基熔盐反应堆化学水平提升到新高度,为未来钍基熔盐反应堆高效安全运行提供科学技术方面的支撑和保障。

关键词：钍基熔盐反应堆熔盐反应堆化学锕系和裂变产物检测和诊断氧化还原电势

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双面冷却熔盐堆组件热工分析程序开发与验证

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核技术 2024年第9期47卷 121-134页

作者：胡思勤周翀朱贵凤邹杨余笑寒薛帅钰中国科学院上海应用物理研究所上海201800 中国科学院大学北京100049

新型液态燃料熔盐堆双面冷却组件相比传统熔盐堆组件具有更大的换热面积和更短的石墨导热距离,因而具有更低的石墨温度热点,然而由于其不同的几何结构特征和熔盐自发热特性,组件内存在独特的热量分配和冷却剂流量分配的问题。为准确高... 详细信息

新型液态燃料熔盐堆双面冷却组件相比传统熔盐堆组件具有更大的换热面积和更短的石墨导热距离,因而具有更低的石墨温度热点,然而由于其不同的几何结构特征和熔盐自发热特性,组件内存在独特的热量分配和冷却剂流量分配的问题。为准确高效评估新型组件的热安全边界,有必要开发新的计算分析工具。本研究基于MATLAB开发了适用于熔盐堆双面冷却组件的一维稳态热工分析程序THDA-MSR(Thermal-Hydraulic Analysis Code for Dual Cooled Assembly-Molten Salt Reactor),考虑熔盐自发热的特点,建立了组件内外流道内熔盐的一维温度分布模型和熔盐石墨对流换热模型以及石墨导热模型,根据并联通道压损相等原则建立流量分配模型,通过CFD(Computational Fluid Dynamics)数值模拟对程序计算结果进行了验证,并初步分析了各结构参数对组件最大熔盐出口温度和石墨温度热点的影响。THDA-MSR的计算结果与CFD结果吻合较好,压损偏差小于4.84%,石墨温度热点偏差小于0.15%,分析结果发现:外通道截面积占总流道截面积比是影响最大熔盐出口温度和石墨温度热点的关键参数。以上研究结果表明,自编程序能很好地预测组件流量分布、组件压损、熔盐温度分布和石墨温度热点。THDA-MSR能够应用于熔盐堆双面冷却组件热工水力性能分析评估,对于组件选型设计有较大工程参考价值。

关键词：液态燃料熔盐堆双面冷却组件热工性能流量分配

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熔盐堆下舱室非能动冷却系统的优化设计

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核技术 2024年第8期47卷 107-118页

作者：梅牡丹周翀傅瑶邹杨王纳秀中国科学院上海应用物理研究所上海201800 中国科学院大学北京100049

熔盐堆下舱室非能动冷却系统是确保反应堆安全运行的重要保障,其结构设计是热工水力设计中的重要一环,其功能是保证熔盐堆下堆舱所有设备在反应堆正常运行时不超温,同时在事故工况下,能够最大程度地导出堆芯衰变热。基于一种热功率为153... 详细信息

熔盐堆下舱室非能动冷却系统是确保反应堆安全运行的重要保障,其结构设计是热工水力设计中的重要一环,其功能是保证熔盐堆下堆舱所有设备在反应堆正常运行时不超温,同时在事故工况下,能够最大程度地导出堆芯衰变热。基于一种热功率为153 MWt的百兆瓦级熔盐堆的概念设计,建立了熔盐堆下堆舱的1/4结构模型,使用ANSYS FLUENT 20.1软件进行下堆舱三维流场与温度场的数值模拟,通过优化下舱室非能动冷却系统的结构布局、空气环腔的结构尺寸、隔热板上保温棉厚度以及进风管的入口位置,使得下舱室内双通道非能动空冷系统的热屏蔽效果最好,且在事故工况下导出堆芯衰变热最多。结果表明:改变空冷系统中空气环腔的结构尺寸对下堆舱热屏蔽结果的影响很小;在空冷系统的中间隔板上增加保温棉可以显著降低侧面混凝土墙的温度;冷却系统的进风管入口位置距离空冷环腔顶端越近热屏蔽效果越好。据此最终设计出了一种新型的下舱室内双通道非能动空冷系统,达到了153 MWt熔盐堆下堆舱的屏蔽冷却的设计要求。为未来大功率熔盐堆下舱室内非能动余热排出系统的工程优化设计提供了重要参考。

关键词：熔盐堆下舱室双通道非能动冷却系统热屏蔽设计结构优化计算流体力学

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150 MWt熔盐堆(SM-MSR)反应性引入事故后果的不确定性及参数敏感性分析

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核技术 2024年第11期47卷 119-128页

作者：王凯王超群杨群何兆忠王纳秀中国科学院上海应用物理研究所上海201800 中国科学院大学北京100049

熔盐反应堆是第四代核反应堆的6种候选堆型之一,具有良好的安全特性。反应性引入事故是熔盐堆重要的设计基准事故之一,通过对150 MWt模块化熔盐堆(Small Modular Molten Salt Reactors,SM-MSR)反应性引入事故的分析和研究有利于深入了... 详细信息

熔盐反应堆是第四代核反应堆的6种候选堆型之一,具有良好的安全特性。反应性引入事故是熔盐堆重要的设计基准事故之一,通过对150 MWt模块化熔盐堆(Small Modular Molten Salt Reactors,SM-MSR)反应性引入事故的分析和研究有利于深入了解熔盐堆的安全特性。研究150 MWt熔盐堆反应性引入事故分析结果的不确定性和参数的敏感性,为熔盐堆设计和安全分析提供重要的支持。采用RELAP5-TMSR程序建立瞬态分析模型,并采用基于蒙特卡罗方法的输入不确定性传递方法研究反应性引入事故的不确定性,通过多元线性回归法分析参数的敏感性。分析结果表明:反应性引入事故堆芯出口温度最高值为727.4℃,低于安全限值(800℃),燃料盐出口最高温度分布符合正态分布。熔盐堆具有良好的固有安全特性,在反应性引入事故下,影响反应堆安全最敏感的5个因素分别为燃料盐密度、堆芯阻力系数、堆芯功率、一回路阻力系数、停堆深度。

关键词：熔盐堆反应性引入事故安全分析不确定性分析敏感性分析

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基于非均匀谱修正方法的熔盐堆少群截面计算

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核动力工程 2024年第5期45卷 62-70页

作者：戴明张奥程懋松中国科学院上海应用物理研究所上海201800 中国科学院大学北京101408

针对熔盐堆高泄漏及强异质性特点,基于特征线方法(MOC)的全堆输运计算适用于熔盐堆临界计算。为权衡计算效率及精度,提出非均匀谱修正(nSM)方法为MOC全堆计算提供少群截面。该方法是一种嵌入式泄漏修正方法,即利用少群MOC全堆计算反馈... 详细信息

针对熔盐堆高泄漏及强异质性特点,基于特征线方法(MOC)的全堆输运计算适用于熔盐堆临界计算。为权衡计算效率及精度,提出非均匀谱修正(nSM)方法为MOC全堆计算提供少群截面。该方法是一种嵌入式泄漏修正方法,即利用少群MOC全堆计算反馈的泄漏参数进行多群能谱计算,然后在线更新全堆计算的少群截面。针对熔盐实验堆(MSRE)二维全堆基准题,与蒙卡程序OpenMC连续能量计算结果对比,非均匀谱修正方法计算的k_(eff)偏差小于0.25%,全堆最大裂变率偏差为2.6%,位于相对裂变率仅0.04的堆容器节块,其计算结果明显优于使用组件计算能谱并群截面方案结果。计算分析表明,引入近似的非均匀谱修正方法具有较好精度,且能显著提高计算效率,是一种能为熔盐堆MOC全堆计算提供少群截面的可行方法。

关键词：非均匀谱修正熔盐堆特征线方法(MOC) 全堆输运计算少群截面加工

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小型模块化氯盐快堆焚烧超铀核素物理特性研究

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核技术 2024年第2期47卷 151-160页

作者：彭民雨刘亚芬邹杨戴叶中国科学院上海应用物理研究所上海201800 中国科学院大学北京100049

氯盐快堆具有重金属溶解度高和能谱较硬等特性,是嬗变超铀核素(Transuranic elements,TRU)的理想堆型。本文提出了一种50 MW小型模块化氯盐快堆(small-Modular Chlorine salt Fast Reactor,sm-MCFR)方案,对其焚烧TRU特性进行了初步研究... 详细信息

氯盐快堆具有重金属溶解度高和能谱较硬等特性,是嬗变超铀核素(Transuranic elements,TRU)的理想堆型。本文提出了一种50 MW小型模块化氯盐快堆(small-Modular Chlorine salt Fast Reactor,sm-MCFR)方案,对其焚烧TRU特性进行了初步研究。采用了基于SCALE(Standardized Computer Analyses for Licensing Evaluation)和MODEC(MOlten Salt Reactor Specific DEpletion Code)开发的耦合程序TMCBurnup(TRITON MODEC Coupled Burnup Code),计算并分析了sm-MCFR在TRU+232Th和TRU+DU(Depleted Uranium)两种燃料方案下的临界、燃耗、核素演化和嬗变TRU等物理性能。结果表明:在sm-MCFR运行期间,为维持临界状态,需在线添加TRU,以确保有效增殖系数k_(eff)>1;满功率运行40 a时,采用TRU+Th燃料方案下堆芯剩余TRU量为657 kg,而采用TRU+DU燃料方案下剩余TRU量为725 kg,皆大于寿期初;采用TRU+Th和TRU+DU作为燃料盐时,嬗变率分别可达49%和41%,为实现乏燃料最小化提供了可行方案。

关键词：氯盐快堆 sm-MCFR TRU焚烧嬗变

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熔盐堆用U型管壳式换热器的传热与流动特性模拟分析

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核技术 2024年第7期47卷 148-160页

作者：崔蕾陈玉爽李启明钟雨孙强郭威蔡翔舟中国科学院上海应用物理研究所上海201800 中国科学院大学北京100049

为更好地理解和掌握熔盐换热器的运行特征,并给熔盐堆中换热器的设计和运行累积经验,本文以美国橡树岭国家实验室10 MWt熔盐实验堆(Molten Salt Reactor Experiment,MSRE)用的主换热器为研究对象,基于该换热器的设计参数,应用管壳式换... 详细信息

为更好地理解和掌握熔盐换热器的运行特征,并给熔盐堆中换热器的设计和运行累积经验,本文以美国橡树岭国家实验室10 MWt熔盐实验堆(Molten Salt Reactor Experiment,MSRE)用的主换热器为研究对象,基于该换热器的设计参数,应用管壳式换热器的理论计算方法(包括Kern方法和Bell-Delaware方法)、换热器设计软件HTRI Xchanger Suite和计算流体力学方法(Computational Fluid Dynamics,CFD)对换热器的关键性能指标(如换热系数、压降和换热功率)分别进行了计算分析,并与MSRE主换热器的实验数据进行比较分析。结果表明:两种理论计算方法(Kern方法、Bell-Delaware方法)、HTRI软件及CFD仿真模拟的结果与实验结果的差异均在可接受范围内。其中,Kern方法与MSRE实验所得的换热量相差最大,约为15%;HTRI软件模拟与MSRE实验所得的总换热系数相差最小,为0.16%。理论计算方法、换热器设计软件及CFD仿真均在不同程度上适用于熔盐-熔盐换热器设计,且CFD仿真还可以对换热器内部传热和流动细节进行直观描述。

关键词：熔盐换热器 Kern方法 Bell-Delaware方法 HTRI Xchanger Suite CFD仿真

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