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面向材料腐蚀防护的铅铋合金氧测氧控研究进展 被引量：1
1
作者 秦博 鲁盛会 +2 位作者 刘思涵 张洁 龙斌 《材料导报》 北大核心 2025年第4期135-146,共12页
铅铋合金具有优异的核性能、高导热率、高沸点和化学惰性等特点,以其作为冷却剂的铅铋快中子增殖反应堆是最具发展前景的第四代先进核能系统的六种堆型之一。铅铋合金冷却剂对反应堆结构材料较强的腐蚀性是限制铅铋快堆发展的重要因素;... 铅铋合金具有优异的核性能、高导热率、高沸点和化学惰性等特点,以其作为冷却剂的铅铋快中子增殖反应堆是最具发展前景的第四代先进核能系统的六种堆型之一。铅铋合金冷却剂对反应堆结构材料较强的腐蚀性是限制铅铋快堆发展的重要因素;然而,控制铅铋合金中溶解氧在特定的范围是实施结构材料在液态铅铋环境下腐蚀防护的有效手段之一,因此要求铅铋系统必须实现溶解氧的测量与控制,以保障反应堆的安全运行。近年来,随着铅铋快堆研发的深入,材料腐蚀防护关键共性技术不断突破,本文总结了面向反应堆结构材料腐蚀防护的铅铋溶解氧测量和控制技术研究进展,介绍了铅铋合金氧测氧控国内外研究现状,重点对比分析了不同氧控模式在铅铋快堆的应用前景,最后对面向铅铋快堆的氧测氧控技术的发展及应用进行了展望。 展开更多
关键词 铅铋合金 溶解氧 氧控 氧传感器 标定 腐蚀
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基于速率理论的压水堆UO_(2)燃料裂变气体辐照肿胀模型研究
2
作者 周毅 刘振海 +6 位作者 肖忠 刘仕超 王浩煜 辛勇 孙丹 曾未 于俊崇 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第7期1777-1784,共8页
压水堆UO_(2)燃料裂变气体导致的辐照肿胀会促使燃料-包壳接触、降低燃料热导率,是影响燃料元件性能的关键行为。基于速率理论,针对不同的燃耗范围,建立了裂变气体辐照肿胀模型。模型首先提出了低燃耗下晶内气体、晶界气体和点缺陷的控... 压水堆UO_(2)燃料裂变气体导致的辐照肿胀会促使燃料-包壳接触、降低燃料热导率,是影响燃料元件性能的关键行为。基于速率理论,针对不同的燃耗范围,建立了裂变气体辐照肿胀模型。模型首先提出了低燃耗下晶内气体、晶界气体和点缺陷的控制方程,然后给出了高燃耗下考虑晶粒细化的晶内气体控制方程、晶界气孔非平衡态长大控制方程,并建立聚合粗化模型。在此基础上,采用COMSOL软件实现控制方程的求解。采用试验数据进行了模型初步验证,模型预测的气泡尺寸、气孔率与试验结果符合较好。 展开更多
关键词 裂变气体 辐照肿胀 模型 高燃耗 速率理论
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第一壁自钝化W-Cr-Zr合金的氧化行为和氧化层结构
3
作者 吴玉程 左彤 +2 位作者 谭晓月 朱晓勇 刘家琴 《材料研究学报》 北大核心 2025年第5期343-352,共10页
用3D激光测量显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)等手段表征自钝化W-Cr-Zr合金氧化前后表面的粗糙度、形貌和物相组成,研究了氧化层结构对其后续氧化行为的影响。结果表明,自钝化W-Cr-Zr合金氧化后表面的粗糙度越大表明其... 用3D激光测量显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)等手段表征自钝化W-Cr-Zr合金氧化前后表面的粗糙度、形貌和物相组成,研究了氧化层结构对其后续氧化行为的影响。结果表明,自钝化W-Cr-Zr合金氧化后表面的粗糙度越大表明其在氧化初期生成的氧化层裂纹越多。在后续的氧化过程中裂纹作为氧与基体接触的通道,使基体的氧化加速,从而使其线性氧化速率提高。W-Cr-Zr合金氧化后生成的氧化层最表面是高温稳定的Cr_(2)WO_(6),亚表层是易升华的WO_(2.83)。除去氧化层中的Cr_(2)WO_(6)层后,在后续的氧化过程中基体的严重氧化和WO_(2.83)的迅速升华仍生成较为疏松的具有一定抗氧化性能的Cr_(2)WO_(6)层。 展开更多
关键词 金属材料 核聚变 W-Cr-Zr合金 自钝化钨合金 初始表面氧化层 氧化行为
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中子注量率对低铜RPV钢辐照脆化效应的影响
4
作者 吴亚贞 李国云 +5 位作者 王海东 黄娟 张海生 孙凯 雷阳 朱俐霓 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第5期1114-1119,共6页
针对低铜(Cu≤0.08wt%)反应堆压力容器(RPV)钢的辐照脆化效应,分析了国内压水堆核电站49根辐照监督管以及高通量工程试验堆(HFETR)和岷江试验堆(MJTR)的18次辐照试验结果,研究了不同中子注量率对低铜RPV钢辐照脆化效应的影响。结果表明... 针对低铜(Cu≤0.08wt%)反应堆压力容器(RPV)钢的辐照脆化效应,分析了国内压水堆核电站49根辐照监督管以及高通量工程试验堆(HFETR)和岷江试验堆(MJTR)的18次辐照试验结果,研究了不同中子注量率对低铜RPV钢辐照脆化效应的影响。结果表明,研究试验堆高中子注量率(>1×10^(12) cm^(−2)·s^(−1)(E>1 MeV,下同))比压水堆核电站辐照监督管低中子注量率(≤1×10^(12) cm^(−2)·s^(−1))引起的低铜RPV钢韧脆转变温度变化更显著,并对不同中子注量和不同中子注量率的结果进行归一化处理,关联了研究试验堆加速辐照与压水堆辐照监督试验结果,这对通过研究试验堆加速辐照评估新型国产RPV的使用寿命有重要意义。 展开更多
关键词 低铜RPV钢 辐照脆化 中子注量率
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核电厂严重事故下安全壳内气溶胶再悬浮机制研究
5
作者 杨洋 刘卓 +5 位作者 张卢腾 唐甲璇 李佳龙 潘良明 高力 元一单 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第3期634-643,共10页
当核电厂发生严重事故后,安全壳内可能会存在大量的放射性气溶胶,沉积在壁面的气溶胶会因为安全壳内的气体流动发生再悬浮,成为持续的放射性气溶胶源项。气溶胶的再悬浮会增大安全壳放射性气溶胶的浓度,增加过滤排放系统的工作压力,加... 当核电厂发生严重事故后,安全壳内可能会存在大量的放射性气溶胶,沉积在壁面的气溶胶会因为安全壳内的气体流动发生再悬浮,成为持续的放射性气溶胶源项。气溶胶的再悬浮会增大安全壳放射性气溶胶的浓度,增加过滤排放系统的工作压力,加大放射性物质泄漏到外界的风险。本文采用可视化实验和力矩平衡模型对安全壳内不同沉积条件和气流条件下气溶胶的再悬浮特性开展研究。发现随着气流速度的增大,气溶胶的再悬浮份额逐渐增大;由于毛细力的存在,在高湿环境下沉积的气溶胶,再悬浮份额远低于干燥环境沉积的气溶胶;安全壳内竖直壁面沉积的气溶胶量远小于水平壁面的,难以形成松散的堆积结构,再悬浮份额仅为竖直壁面的50%;随着沉积时间的增加,沉积层发生老化,黏附力增大,使得气溶胶的再悬浮份额降低。基于流体动力和黏附力间的力矩平衡修改了经典RnR模型中再悬浮率常数表达式的部分关键项,并使用实验数据进行验证,模型预测值和实验值的最大绝对偏差为8.92%,平均绝对偏差为5.65%。 展开更多
关键词 严重事故 气溶胶 再悬浮 力矩平衡
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熔盐堆石墨慢化材料
6
作者 刘占军 《新型炭材料(中英文)》 北大核心 2025年第1期I0002-I0002,共1页
钍基熔盐堆芯的高温燃料熔盐既是载热剂,又是核反应的热源,是完全不同于其它固体燃料的一种全新核反应堆燃料利用技术。石墨材料具有高纯度,耐高温、耐腐蚀、高导电、高导热等优异性能,是液态熔盐反应堆慢化中子的首选材料。尽管石墨材... 钍基熔盐堆芯的高温燃料熔盐既是载热剂,又是核反应的热源,是完全不同于其它固体燃料的一种全新核反应堆燃料利用技术。石墨材料具有高纯度,耐高温、耐腐蚀、高导电、高导热等优异性能,是液态熔盐反应堆慢化中子的首选材料。尽管石墨材料具有诸多优异特性,但由于堆芯慢化剂石墨和液态高温熔盐直接接触,熔盐将在石墨孔隙中扩散和渗透,使熔盐在石墨孔隙区域富集,导致局部中子通量较高;另外,中子慢化过程中,将引发石墨晶格畸变,形成大量的间隙原子-空位缺陷,辐照损伤较多,导致石墨材料热电性能降低,几何尺寸变化;且间隙原子处在石墨的层与层之间,容易团聚并储能,储能瞬间释放出大量热,使石墨慢化剂局部区域温度陡升,对反应堆造成危害。此外,渗透到石墨慢化剂孔洞中的熔盐经中子反应后形成Xe、Kr等裂变产物不易被去除,不利于反应堆的稳定高效运行。 展开更多
关键词 熔盐反应堆 中子反应 中子通量 中子慢化 裂变产物 慢化材料 核反应堆 熔盐堆
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EPR堆内构件老化分析与分类管理策略研究
7
作者 王勇 关银柏 +4 位作者 张彦召 郭峰 李玲 郑斌贤 卢国鹏 《核安全》 2025年第1期86-91,共6页
堆内构件是EPR机组重要的机械设备,随着服役时间的延长,由于长期受到高中子辐照的影响,以及考虑到其特殊的结构特点、复杂的拉应力以及反应堆冷却剂环境等因素,中子辐照脆化、辐照促进应力腐蚀开裂(IASCC)、磨损等老化问题会逐步显现。... 堆内构件是EPR机组重要的机械设备,随着服役时间的延长,由于长期受到高中子辐照的影响,以及考虑到其特殊的结构特点、复杂的拉应力以及反应堆冷却剂环境等因素,中子辐照脆化、辐照促进应力腐蚀开裂(IASCC)、磨损等老化问题会逐步显现。借鉴国内外堆内构件老化研究和管理实践,本文以EPR机组堆内构件主要部件为分析对象,开展老化筛选、FMECA评价和分类管理,制定适用于EPR机组堆内构件的老化管理大纲和策略,为国内外EPR机组堆内构件的安全可靠运行提供指导和依据。 展开更多
关键词 EPR机组 堆内构件 老化机理 老化管理
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高温液态铅铋腐蚀环境下堆芯构件的机械性能研究进展
8
作者 郑小涛 张亮 戴耀南 《武汉工程大学学报》 2025年第3期315-324,共10页
作为最有发展前景的第四代核能技术,铅冷快堆(LFR)虽已累积近百堆年的运行经验,但仍面临长周期运行条件下堆芯构件高温液态金属腐蚀与结构完整性评价等诸多挑战,成为制约民用LFR技术发展的主要瓶颈之一。为保证控氧液态铅铋共晶(LBE)环... 作为最有发展前景的第四代核能技术,铅冷快堆(LFR)虽已累积近百堆年的运行经验,但仍面临长周期运行条件下堆芯构件高温液态金属腐蚀与结构完整性评价等诸多挑战,成为制约民用LFR技术发展的主要瓶颈之一。为保证控氧液态铅铋共晶(LBE)环境下LFR堆芯构件完整性,针对LFR候选材料在高温LBE环境下的抗腐蚀效应成为研究重点。本文聚焦奥氏体及马氏体不锈钢等堆芯主体材料,综合分析并概述了这些材料在高温LBE环境下的腐蚀机理,以及拉伸-蠕变-疲劳等机械性能的变化规律,总结提出了部分材料的腐蚀速率预测模型,以补充LFR堆芯构件在高温LBE环境下的腐蚀效应的评价方法和标准。面向液态LBE加速奥氏体不锈钢蠕变和疲劳开裂的微观机理及其交互作用机制的研究,将进一步丰富和完善LFR技术的评价体系。 展开更多
关键词 铅冷快堆 抗腐蚀效应 机械性能 腐蚀速率预测模型
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一体化快堆金属燃料发展现状及研发规划 被引量：1
9
作者 冯伟 刘一哲 +2 位作者 任媛媛 杨勇 周培德 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第S1期34-40,共7页
金属燃料具有增殖比高、后处理流程简单、安全性好、处置长寿命锕系核素方便、可组成一体化快堆核电站等优点,是快堆燃料的理想选择。早期金属燃料由于材料选型和元件设计上的不足,使用燃耗较低(不超过5at.%)。后来,国际上其他国家(主... 金属燃料具有增殖比高、后处理流程简单、安全性好、处置长寿命锕系核素方便、可组成一体化快堆核电站等优点,是快堆燃料的理想选择。早期金属燃料由于材料选型和元件设计上的不足,使用燃耗较低(不超过5at.%)。后来,国际上其他国家(主要是美国、日本、韩国等)通过不断的材料选型和元件设计优化,基本可以确定金属燃料燃耗最高可到20at.%。针对我国一体化快堆U-TRU-Zr金属燃料选型和高燃耗的研发需求,调研了国内外快堆金属燃料的研发现状,提出了高燃耗金属燃料关键问题和解决方案,制定了我国一体化快堆高燃耗U-TRU-Zr金属燃料的研发技术路线。 展开更多
关键词 金属燃料 高燃耗 元件设计 一体化快堆
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中国原子能科学研究院反应堆材料数智化评价关键技术
10
作者 白冰 杨文 +11 位作者 贺新福 豆艳坤 秦博 曹金利 鱼滨涛 高进 曹晗 杨万欢 钟巍华 王荣东 龙斌 朱庆福 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第9期2122-2133,共12页
材料是开发新型核反应堆的关键。对于先进反应堆材料,尤其是抗辐照材料的研发,因其面临高温长时、中子辐照、环境腐蚀等复杂极端环境,导致研发周期长、成本高,目前国内外均积累少,缺乏可借鉴经验,因此亟需更加高效和智能的新范式以加速... 材料是开发新型核反应堆的关键。对于先进反应堆材料,尤其是抗辐照材料的研发,因其面临高温长时、中子辐照、环境腐蚀等复杂极端环境,导致研发周期长、成本高,目前国内外均积累少,缺乏可借鉴经验,因此亟需更加高效和智能的新范式以加速研发应用。本文提出了反应堆材料的数智化研发这一新范式,即通过高保真多尺度模拟计算技术、大数据与人工智能技术和高效试验技术三者围绕材料需求进行交叉迭代,以实现材料的快速设计优化。实现反应堆材料的数智化研发将大大缩短材料研发到应用的周期成本。本文重点阐述了中国原子能科学研究院在上述三大技术上的进展以及针对难熔合金等典型堆材料研发的应用效果,最后对未来三大技术深入融合以形成堆材料数智化新范式所面临的挑战和机遇进行了总结与展望。 展开更多
关键词 堆芯结构材料 数智化研发 多尺度模拟 数据知识双驱动
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低铼钼合金管双轴应力下的微观组织演变研究
11
作者 姜玮 王卫军 +3 位作者 张国栋 雷华桢 杨文 高进 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第3期677-682,共6页
为了获得低铼钼合金管在高温双轴应力作用下的变形机制,研究了低铼钼合金管在1350 K、双轴应力(环向应力分别为36 MPa和60 MPa)下的微观组织演变过程。通过EBSD、TEM、XRD和EDS对双轴应力实验前后的低铼钼合金管样品进行对比分析,获得... 为了获得低铼钼合金管在高温双轴应力作用下的变形机制,研究了低铼钼合金管在1350 K、双轴应力(环向应力分别为36 MPa和60 MPa)下的微观组织演变过程。通过EBSD、TEM、XRD和EDS对双轴应力实验前后的低铼钼合金管样品进行对比分析,获得了样品晶粒尺寸、晶体取向、晶胞参数和位错等特征变化,推测了其变形机制与微观组织演变过程。研究结果表明,原材料去应力退火态微观组织为柱状晶粒,且沿轴向具有<101>方向性;环向应力36 MPa样品在环向变形量达8%过程中,晶体结构发生再结晶与晶粒长大,并失去<101>方向性,变形机制以位错滑移和晶界滑移为主;环向应力60 MPa样品在环向变形量达19%过程中,部分晶粒发生再结晶,部分晶粒发生大量变形并失去结晶性,除此之外,变形机制还包含晶界滑移。 展开更多
关键词 低铼钼合金 双轴应力 再结晶 变形机制
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失水事故工况自主化新型锆合金包壳高温热-机械行为特性试验研究
12
作者 郭晓明 钱立波 罗跃建 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第7期1802-1809,共8页
针对自主化新型锆合金包壳开展了失水事故工况高温热-机械行为特性试验,包括高温氧化、高温塑性变形、高温爆破以及脆化失效等,获得了自主化锆合金包壳失水事故关键行为特性。自主化新型锆合金包壳高温氧化试验结果表明,在氧化温度高于1... 针对自主化新型锆合金包壳开展了失水事故工况高温热-机械行为特性试验,包括高温氧化、高温塑性变形、高温爆破以及脆化失效等,获得了自主化锆合金包壳失水事故关键行为特性。自主化新型锆合金包壳高温氧化试验结果表明,在氧化温度高于1000℃工况下,自主化锆合金包壳高温氧化速率与ZIRLO、M5及Zr-4包壳相当,且可采用Cathcart-Pawel氧化模型估算;自主化新型锆合金包壳高温塑性变形试验和高温爆破试验结果表明,自主化锆合金包壳高温爆破温度略低于高温塑性变形爆破温度,自主化新型锆合金包壳高温爆破应变显著低于M5及Zr-4包壳,这大大降低了失水事故过程中燃料组件阻塞率,有利于缓解失水事故后果;自主化新型锆合金包壳脆化失效试验结果表明,自主化锆合金包壳脆化失效准则满足“峰值包壳温度≤1204℃并且最大包壳氧化率≤17%”要求。 展开更多
关键词 自主化新型锆合金包壳 失水事故 高温热-机械特性 安全特性评估
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纳米晶钼蠕变行为的原子级模拟研究
13
作者 倪伟轩 贾丽霞 +4 位作者 豆艳坤 贺新福 曹金利 王东杰 杨文 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第3期666-676,共11页
钼(Mo)合金因具有优异的性能,被广泛用于高温环境。其中,蠕变性能是高温环境用材料的重要性能之一。本文采用分子动力学模拟方法,研究了纳米晶Mo的蠕变行为,通过模拟不同晶粒尺寸的纳米晶Mo在不同温度和应力条件下的拉伸蠕变行为,分析... 钼(Mo)合金因具有优异的性能,被广泛用于高温环境。其中,蠕变性能是高温环境用材料的重要性能之一。本文采用分子动力学模拟方法,研究了纳米晶Mo的蠕变行为,通过模拟不同晶粒尺寸的纳米晶Mo在不同温度和应力条件下的拉伸蠕变行为,分析了晶粒尺寸、施加应力及温度对蠕变的影响。研究结果表明,温度升高、应力增加均会加速蠕变过程,同时晶粒尺寸较小时蠕变现象更明显。通过对蠕变过程中的原子位置进行可视化分析,发现位错密度和晶粒在蠕变过程中均未发生明显变化,但原子的近邻位置环境会发生变化,这是由空位沿晶界扩散引起的。在本文所采用的模拟条件下,模拟结果表明,Coble蠕变是引起纳米晶Mo变形的主要机制。本文为理解纳米晶Mo在温度条件为800~1400 K下的蠕变机制提供了依据,对于纳米晶Mo在核工业设计中的潜在应用至关重要。 展开更多
关键词 纳米晶Mo 蠕变行为 分子动力学模拟 晶界扩散
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锂电化学氧计研制与初步测试
14
作者 冯波 王泽鸣 +3 位作者 朱锦新 闫傲 柴宝华 毕可明 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第5期1000-1005,共6页
动态锂循环系统中非金属杂质氧普遍存在且危害较大,电化学氧计是一种有效的实时监测氧浓度的技术手段。本文综合当前技术基础,根据热力学反应和能斯特方程建立了Bi/Bi_(2)O_(3)为参比电极的锂电化学氧计计算模型,得到了理论氧电势关系式... 动态锂循环系统中非金属杂质氧普遍存在且危害较大,电化学氧计是一种有效的实时监测氧浓度的技术手段。本文综合当前技术基础,根据热力学反应和能斯特方程建立了Bi/Bi_(2)O_(3)为参比电极的锂电化学氧计计算模型,得到了理论氧电势关系式,在此基础上研制了锂电化学氧计原理样机,并在锂回路上完成了启动特性、定标等初步测试。结果显示,该电化学氧计存在激活温度,超过激活温度后输出电势与温度有较好的跟随性,在定标氧浓度试验中,输出电压较理论值有一定的偏移,但总体变化趋势一致。对公式进行拟合修正后,计算值与实测数据的相对偏差不超1%。 展开更多
关键词 电化学氧计 杂质 锂
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铅冷快堆用不锈钢液态铅铋环境相容性评价研究进展
15
作者 谭季波 张新瑞 +2 位作者 薛宝权 张兹瑜 吴欣强 《核技术》 北大核心 2025年第7期70-86,共17页
结构材料在液态铅铋中的环境相容性问题是限制铅冷快堆研发与建设的瓶颈。9~12Cr铁马钢与奥氏体不锈钢是优选的铅冷快堆关键设备材料,但在高温液态铅铋环境中面临严重的液态金属腐蚀(氧化与溶解)问题,通常在合金中加入适量Si或Al来提升... 结构材料在液态铅铋中的环境相容性问题是限制铅冷快堆研发与建设的瓶颈。9~12Cr铁马钢与奥氏体不锈钢是优选的铅冷快堆关键设备材料,但在高温液态铅铋环境中面临严重的液态金属腐蚀(氧化与溶解)问题,通常在合金中加入适量Si或Al来提升其抗液态铅铋腐蚀性能。本文综述了9~12Cr铁马钢、奥氏体不锈钢、Si增强铁马钢与奥氏体不锈钢、含Al奥氏体不锈钢在液态铅铋环境中的氧化、溶解、慢拉伸、蠕变、疲劳与裂纹扩展等方面的研究进展,探讨了铁马钢(体心立方)与奥氏体不锈钢(面心立方)在液态铅铋环境中的液态金属脆化敏感性与损伤机理,归纳总结了当前研究中存在的问题,展望了未来的研究方向和发展前景。 展开更多
关键词 铅冷快堆 不锈钢 液态金属腐蚀 液态金属脆化 力学性能
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基于多目标优化机器学习算法的Mo基合金辐照性能影响分析
16
作者 徐鹏宇 包佳明 +2 位作者 白冰 贺新福 杨文 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第S2期348-359,共12页
Mo基合金是核反应堆关键候选结构材料,现有Mo基合金设计依赖经验性成分调控,缺乏对合金关键元素与辐照剂量协同作用机制的系统量化分析,导致无法有效预测多元素掺杂对合金辐照后抗拉强度-延伸率权衡关系的影响。本研究基于254组实验数据... Mo基合金是核反应堆关键候选结构材料,现有Mo基合金设计依赖经验性成分调控,缺乏对合金关键元素与辐照剂量协同作用机制的系统量化分析,导致无法有效预测多元素掺杂对合金辐照后抗拉强度-延伸率权衡关系的影响。本研究基于254组实验数据,采用主成分分析消除高维特征的多重共线性,建立融合均方误差与拟合优度的复合损失函数平衡性能权衡,基于构建的损失函数实现多目标优化。实现了Mo基合金辐照后抗拉强度与延伸率的多目标协同预测,研究建立了Mo基合金辐照性能的高精度CNN预测模型(R2>0.8),验证了数据驱动方法的有效性。分析了关键合金元素与辐照条件对合金辐照后力学性能的影响,分析表明,Re显著增强辐照后抗拉强度,而Ti、Zr在提升强度的同时轻微降低辐照后延伸率,为抗辐照Mo基合金设计提供了成分优化新范式。 展开更多
关键词 Mo基合金 辐照硬化 多目标优化 材料性能
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基于PISAA软件的安全壳内气溶胶自然沉积及喷淋去除特性分析
17
作者 李佳龙 张卢腾 +5 位作者 唐甲璇 杨洋 潘良明 张思宇 郭祎然 朱柏霖 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第10期2332-2342,共11页
核电厂在发生事故时,裂变产物从堆芯释放形成的气溶胶可能通过安全壳的正常泄漏释放到周围环境,从而对公众造成放射性伤害。气溶胶在安全壳中的主要去除方式为自然沉积与喷淋去除,探究两种过程中的去除特性对研究事故条件下放射性气溶... 核电厂在发生事故时,裂变产物从堆芯释放形成的气溶胶可能通过安全壳的正常泄漏释放到周围环境,从而对公众造成放射性伤害。气溶胶在安全壳中的主要去除方式为自然沉积与喷淋去除,探究两种过程中的去除特性对研究事故条件下放射性气溶胶的去除规律有着重要意义。本研究使用中国核电工程有限公司完全自主化研发的PISAA严重事故一体化分析软件对AHMED实验、FABCS实验和COSTTHES实验进行了程序模拟验证,并对结果进行了对比分析。结果表明,气溶胶的自然沉积整体呈指数型衰减规律,高湿环境会增强吸湿性气溶胶的沉降;高温可以加快气溶胶的自然沉积;喷淋可显著加快气溶胶的沉降,且去除效率随着喷淋流量的增大而增大;程序模拟验证结果与实验数据较为吻合。本研究对PISAA软件后续的开发与完善提供了验证与支持。 展开更多
关键词 严重事故 气溶胶 自然沉积 喷淋去除 程序验证
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电磁耦合能场对690合金导热性能和力学性能的影响
18
作者 朱勇辉 付帅 +1 位作者 陈浩瀚 黄坤兰 《核动力工程》 北大核心 2025年第3期137-146,共10页
针对690合金传热管换热效率难以达到设计值的难题,基于仿真与实验相结合的方法,采用电磁耦合处理工艺,通过施加不同参数的电场和磁场对690合金传热管开展导热性能和力学性能的研究。结果表明,当施加的电磁场参数为1.5 V-1.5 T时,690合... 针对690合金传热管换热效率难以达到设计值的难题,基于仿真与实验相结合的方法,采用电磁耦合处理工艺,通过施加不同参数的电场和磁场对690合金传热管开展导热性能和力学性能的研究。结果表明,当施加的电磁场参数为1.5 V-1.5 T时,690合金传热管的导热系数提升19.6%,抗拉强度和维氏硬度也分别提升6.8%和4.3%;仿真计算的热应力比修正后的Peierls应力大一个数量级,表明电磁耦合处理能够有效驱动690合金内部位错移动;经能谱分析,电磁耦合能场能够促进晶间碳化物(M_(23)C_(6))的析出,从而实现690合金传热管导热系数的提升。本工作充分验证了电磁耦合处理工艺提升690合金传热管导热性能的可行性,可以有效提高690合金传热管的换热效率。 展开更多
关键词 电磁耦合处理 690合金 热学性能 力学性能 多物理场仿真
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碳纳米纤维增强含钐环氧树脂中子屏蔽材料制备及性能研究
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作者 翟玉涛 王洪庆 黄群英 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第3期734-744,共11页
为满足微小型先进核能系统对屏蔽材料提出的轻量化、耐高温并兼具良好的力学性能需求,本文以稀土氧化钐(Sm_(2)O_(3))作为中子吸收剂,以耐高温环氧树脂N,N-二缩水甘油基-4-缩水甘油氧基苯胺(AFG-90H)为基体材料,通过添加碳纳米纤维(CNF... 为满足微小型先进核能系统对屏蔽材料提出的轻量化、耐高温并兼具良好的力学性能需求,本文以稀土氧化钐(Sm_(2)O_(3))作为中子吸收剂,以耐高温环氧树脂N,N-二缩水甘油基-4-缩水甘油氧基苯胺(AFG-90H)为基体材料,通过添加碳纳米纤维(CNFs),制备了一种CNFs增强的耐高温含钐高分子基CNFs/Sm_(2)O_(3)/AFG-90H复合中子屏蔽材料,并研究了不同CNFs添加量对复合材料的力学性能、高温热性能及中子屏蔽性能的影响。结果表明:适量的CNFs添加对基体分子链的缠结作用以及Sm_(2)O_(3)颗粒的尺寸和界面效应可阻碍高分子链在拉伸过程中的滑移运动,提高复合材料的热学性能与力学性能,且当Sm_(2)O_(3)添加量为15%(质量分数)、CNFs添加量为0.1%时,复合材料热失重5%的温度为320.7℃,抗拉强度与断裂伸长率较未添加CNFs时分别提升82.3%和63.0%;CNFs/Sm_(2)O_(3)/AFG-90H复合材料的中子屏蔽性能主要来自于Sm_(2)O_(3)的贡献,未添加CNFs时,Sm_(2)O_(3)/AFG-90H复合材料具有最高的线性衰减系数为5.610 cm^(-1),较AFG-90H基体的线性衰减系数提高了3.15倍;CNFs添加量不同时,复合材料的线性衰减系数均远高于未添加任何填料的AFG-90H基体性能,且当CNFs添加量低于0.3%时,复合材料的线性衰减系数较Sm_(2)O_(3)/AFG-90H的性能略有降低且相差不大。本文结果可为核辐射防护领域中子屏蔽材料的设计研发与力学性能优化提供一定的参考与指导。 展开更多
关键词 氧化钐 环氧树脂 碳纳米纤维 力学性能 热学性能 中子屏蔽
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核用TP316H钢在不同温度液态铅铋中微动磨损行为试验研究
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作者 汪瑶 蔡振兵 +2 位作者 宁闯明 高雄 任全耀 《核动力工程》 北大核心 2025年第4期125-136,共12页
针对液态铅铋共晶合金(LBE)环境下温度对核用TP316H钢微动磨损性能的影响,采用自主搭建的高温液态LBE微动磨损试验装置,研究不同温度下TP316H钢的微动磨损行为。研究了不同温度对其微动磨损性能的影响,分析了不同循环次数下微动磨损的... 针对液态铅铋共晶合金(LBE)环境下温度对核用TP316H钢微动磨损性能的影响,采用自主搭建的高温液态LBE微动磨损试验装置,研究不同温度下TP316H钢的微动磨损行为。研究了不同温度对其微动磨损性能的影响,分析了不同循环次数下微动磨损的演变规律。结果表明,200℃与300℃时,TP316H钢微动处于混合滑移状态,400℃时微动处于完全滑移状态。温度的升高会加速材料表面及磨屑的软化,同时加剧氧化磨损,导致第三体层的快速形成,减小磨损率,但高温更易发生Ni元素的溶解腐蚀。通过对400℃时磨损演变规律研究发现,微动初期磨损机制表现为剥层磨损与黏着磨损;中间阶段表现为氧化磨损与疲劳磨损;后期则转变为氧化磨损与磨粒磨损,还有少量黏着磨损。 展开更多
关键词 铅铋共晶合金 TP316H 温度 微动磨损试验 磨损机制
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