次锕系核素对惰性基质燃料中子学参数的影响研究

惰性基质燃料(Inert Matrix Fuel)具有较好的超铀核素销毁能力,是现在广泛研究的新型核燃料之一.为了加速乏燃料中的Pu同位素和次锕系核素MA的销毁及嬗变,本文选取普通PWR栅格作为研究对象,用MC方法比较研究MA加入IMF燃料后对其中子学参数的影响.研究表明,MA的加入会引起堆芯反应性的下降,并在一定程度上使得IMF燃料温度系数和慢化剂温度系数更负.     

衰变子体对锕系核素固化体结构和性能的影响

由于高放废物中的锕系核素不断发生α衰变,因此锕系核素的处理和处置必须考虑α内辐照效应和新生成的子体影响。对于有长寿命衰变子体的锕系核素固化,其固化体的长期安全稳定在很大程度上取决于衰变子体的行为。针对241Am,243Cm的α衰变过程中子体的寿命远大于母体的行为,利用级联衰变理论计算了核素含量随衰变时间的变化规律,计算结果显示在长达数万年的处置时间内,长寿衰变子体将是固化体的主要成分。锕系核素的锆石结构固化体(AnSiO4)研究表明,锕系核素在衰变过程中固化体的体积随锕系核素离子半径呈线性变化。计算表明在锕系核素固化体上万年的地址处置过程中,子体导致的241Am和243Cm锆石结构固化体(AnSiO4)的体积将分别增大约4%,5%。子体核素的产生将影响锕系核素固化体的抗辐照性能。     

乏燃料后处理和高放废液分离一体化流程研究进展

为了减少核电反应堆产生的乏燃料对环境的影响,国际上开展了分离/嬗变和先进核燃料循环的研究.其中,从核废物中分离回收次要锕系和长寿命裂变产物是关键步骤.乏燃料后处理和高放废液分离一体化流程与现有乏燃料处理处置方式相比,流程简单、二次废物少、经济性高,更能满足先进核燃料循环的分离要求.介绍了国内外在乏燃料后处理和高放废液分离一体化流程研究方面的成果和进展情况.     

Gd2-xNdxZr2O7烧绿石的高温高压快速合成

为了探索模拟三价锕系核素在Gd2Zr2O7基材中的快速固化方法,按照化学计量关系Gd 2-x Nd xZr2O7(x=0.42和x=0.86)设计配方,以Gd2O3,ZrO2和Nd2O3(Nd3+作三价锕系核素替代物)粉体为原料,进行了高温高压合成实验。制备的样品通过X射线衍射分析和扫描电镜分析表明:在压力分别为3 GPa,3.5 GPa,4 GPa,温度为1 573 K,1 673 K条件下保温保压15 min,获得了单相烧绿石结构的Gd 2-x Nd xZr2O7致密烧结体。该方法可为锆基烧绿石陶瓷固化锕系核素提供一种快速高效的技术途径。     

Fenton-铁氧体一步工艺处理锕系核素污染分析废液研究

为了高效地对锕系核素污染分析废液进行处理,为同时含有锕系核素及有机物的废水的处理提供指导,提出了Fenton-铁氧体一步处理工艺,本研究首先对该方法的配方进行了优化,然后探究了pH值、温度对处理时间及处理效果的影响,最后验证了该方法对不同活度废液的适应性。结果表明：将FeSO4·7H2O和H2O2的添加比例控制在3:1,可在一步工艺中实现了Fenton氧化和铁氧体共沉淀,同时完成破络和核素去除。在废液与FeSO4·7H2O之比小于等于1 L：1.85 g的条件下,该方法对总α比活度在102~107 Bq·L-1量级范围的锕系核素污染废液均有较强的适应性,净化系数均超过100。当共沉淀pH值与温度增加时,处理效果、效率均随之提升,沉淀物体积亦进一步降低。可见相较于公开报道的Fenton氧化、铁氧体共沉淀两步处理工艺,本研究提出的一步工艺可明显减少处理过程中的铁泥沉淀量,简化操作步骤,更适合放射性操作环境。     

核电水泵在热冲击下瞬态热效应的研究和分析（Ⅱ）

本文首先推导了非耦合热传导方程和拟静态热弹性运动方程的有限元求解公式；然后，根据核电水磁的结构及其性能参数，估算出了水泵不同区域处的对流换热系；最后，在进行大量的试算工作和有关数值考核计算的基础上，采用三维时变温度场、热应力和热变形场有限元分析方法，详细考察了核电停堆冷却泵在受热载冲击下各瞬时的瞬态温度场有热应力、热变形场的分布状况和变化行为，本文的研究工作初步形成了对核电水泵机组在热冲击下的瞬态     

~(99)Tc靶件中子学特性及释热率特点的初步研究

99Tc是一种重要的长寿命裂变产物,半衰期长,极易随地下水迁徙扩散.将99Tc嬗变为短寿命或稳定核素,可有效降低其对环境的危害.99Tc在热中子谱下具有较大的吸收截面,采用PWR嬗变99Tc是一种可行途径.为了评估99Tc嬗变靶件对PWR堆芯中子学参数的影响,并为含嬗变靶件的PWR组件热工水力计算提供数据,本文对含99Tc的17×17 PWR组件进行模拟计算,给出了99Tc靶件加入前后,燃料温度系数、慢化剂温度系数的变化规律;计算了稳态工况下99Tc靶件的轴向释热率.相关结论可为PWR嬗变99Tc研究提供参考.     

核转动谱的量子群研究

本文利用量子群 SU(?)(2)对稀土区和锕系区的原子核转动谱进行了系统研究,得到了能与实验结果较好符合的能谱公式.     

锆英石基三价锕系模拟核素固化体的性能

为研究锆英石基三价锕系模拟核素固化体的性能,利用Eu^3＋作为三价锕系核素模拟替代物质,以ZrO2、SiO2和Eu2O3粉体为原料采用高温固相法成功制备了包容Eu^3＋为20％（以摩尔计,下同）的锆英石基固化体。利用粉末x射线衍射仪、扫描电子显微镜和电感耦合等离子体质谱仪对固化体的物相、结构、微观形貌及模拟核索的浸出率进行了研究。结果表明：固化体中虽包容有20％的Eu^3＋,但其主物相仍以锆英石物相为主,与标准样品相比晶胞参数发生10^-5～10^-4 nm量级的微弱变化。固化体的粒度主要集中在2～3μm,以板块状为主,在pH=6．5的HCl浸出液中Eu^3＋的平衡浓度小于0．4μg／L。     

压水堆核电燃料循环工程技术创新思路探析

基于近30年来压水堆核电燃料循环工程技术创新取得的成果,将其发展进程归纳成三种有代表性的创新思路：一次通过的开式循环、后处理燃料循环和后处理-分离-嬗变闭路循环.从裂变核能利用的可持续发展及发展循环经济的角度,探讨和分析了后处理-分离-嬗变闭路循环模式产生的必然性.