一种快堆边界下的裂变气体释放数值模型

裂变气体释放(FGR)对燃料元件的热力演化过程有着极其重要的影响,准确地模拟反应堆中裂变气体释放是燃料元件性能分析程序开发的最基本内容之一, 也是重要的评价准则. 本文围绕快堆边界下的裂变气体释放行为展开详细论述,基于气体原子与气泡行为模型,模拟了晶内气体原子的产生、自由扩散、俘获-再溶解等行为,以及晶内气泡的形成、生长、融合、移动等行为.模拟了晶界气泡的生长、连接、通道形成与气体释放等过程. 通过数值方程组离散和迭代计算,建立了一种快堆边界下的裂变气体释放数值模型. 经过与理论及实验数据对比,结果显示该模型能准确预测燃料元件的裂变气体释放份额与气体肿胀量,能较好地模拟晶内气泡浓度与尺寸. 表明该模型可以用于快堆燃料元件性能分析.     

快堆燃料棒内氦气容积比的测定

方法设计、加工出了满足快堆燃料棒内氮气容积比测量要求的“燃料棒穿刺装置”,建立了采用气相色谱法测定燃料棒内氦气容积比的方法.确定氮气客积比的仪器洲定条件：真空度优于100 Pa、泄漏率优于10 Pa/90 s;当取样体积为1 mL,气体中杂质02、N2、Ne、H2、CH4、CO、CO2的测量范围为0.11％～5.0％.     

我国快堆技术发展的现状和前景

考虑到人口众多,经济快速发展,人民生活水平不断提高,人均能源相对贫乏和环境保护,国家已决策加快核能应用的发展。采用压水堆－快堆匹配闭式燃料循环达到核能供应的快速增长和可持续性的基本战略已经决定,也决定了分离和用快堆和ADS对高放废物（MA）的嬗变战略。笔者建议快堆工程发展将分三步进行,中国实验快堆（CEFR,65 MWt/20 MWe）,中国原型/示范快堆（CEFR／CDFR,大于等于1 500 MWt/600 MWe）和中国经济验证性快增殖堆（CDFBR,1 000 MWt/1 500 MWe）。CPF     

高温气冷堆包覆燃料颗粒初步辐照考验

包覆燃料颗粒是高温气冷堆燃料元件的关键组成部分.辐照考验是检验燃料元件性能的重要环节.为检验中国研制的10MW高温气冷试验堆包覆燃料颗粒的质量,在德国于利希研究中心的试验堆FRJ-2中进行了初步的辐照考验.包覆燃料颗粒装在密闭的容器内进行静态辐照考验.辐照时燃耗约5 % fima,辐照温度400～500℃.辐照后经宏观检查、瓷相检验以及用γ探测仪检测放射性活度后,确认这批包覆燃料颗粒没有释放出裂变产物,包覆燃料颗粒完好,没有破损.     

固体氧化物燃料电池新型阳极燃料的研究进展

为了解决传统的氢气、一氧化碳等工业制气作为固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell, SOFC)阳极燃料时,其在制备、存储、使用安全性等方面的问题,探究新型阳极燃料的研究及应用,以期在保证电池性能的同时实现SOFC的低碳甚至零碳排放.对当前有关SOFC新型阳极燃料的研究现状进行了调研总结,概述了SOFC的基本原理,阐明了国内外能源结构的影响.调研了低碳/零碳燃料在SOFC研究中的应用情况,包括甲烷等低碳烷烃、氨、生物质燃料、含碳类固体燃料等.在此基础上对阳极低碳/零碳燃料下SOFC联合动力系统的研究进行了概括总结,并指出了SOFC的发展方向.     

自组织临界性一维砂堆模型中微观态的等几率假设

本文从一维砂堆模型出发，研究自组织临界性，对系统状态，路落粒子数，扰动范围，进行计算机模拟计算，引入几率平均假设，所得结果与实验吻，从而得了一维砂堆模型的初步理论解释，进一步获得了一些理论上的结认     

快堆局部堵流所致堆芯局部熔化事故的预测模型

为了预测正常功率下快堆单个燃料组件入口瞬间完全堵流所导致的事故序列,根据SCARABEE-N系列实验建立了相关模型。采用两流体模型来描述冷却剂的两相热工水力行为;包壳的流动、燃料的熔化及塌陷采用类似SURFA SS程序的经验性方法处理;对于事故后期形成的UO2-钢混合体热源沸腾池,采用一维半经验模型描述。对SCARABEE BE+1实验进行了计算,计算结果与实验结果基本吻合。在此基础上,对中国实验快堆(CEFR)在此事故工况下的行为进行了预测,结果表明堵流后7.2~8.0 s事故传播到相邻燃料组件。     

日本液态铅铋合金冷却快堆包壳和结构材料研究现状初探

本介绍日本在下一代快堆候选堆型——液态铅铋共晶合金冷却快堆的研究开发中，针对其关键问题之一——包壳和结构材料与液态铅铋合金冷却剂的高温相容性问题的研究现状和作对此问题的思考，特别指出了解决现试验中的钢试样表面氧化保护膜的magnetite层致密化问题的必要性和实验研究途径。     

叶片进口边位置对快堆二回路钠泵空化性能的影响

为了提升快堆二回路钠泵的空化性能,在确保其他几何参数不变的前提下,将原型样机的叶片进口边分别前伸三次构造出模型泵A、B、C.基于RNG k-ε湍流模型、Zwart-Gerber-Belamri和Schnerr&Sauer空化模型,对各模型泵进行三维定常单相、两相空化数值模拟,预测出各个模型泵的水力性能曲线、不同工况下的空化性能曲线和内流场参数.通过对比原型样机和各个模型泵的水力性能及内流场参数,得到结论:叶片进口边前伸对钠泵的水力性能影响不大,其中模型泵B的水力性能下降量最小;各模型泵的临界空化余量均不同程度降低,模型泵B的空化性能最优;适当地前伸叶片进口边位置,钠泵的空化性能明显提升.     

以氢气和煤气为燃料的管式固体氧化物燃料电池的电性能

用改进注浆法制得相对密度为 ９６０％ 的钇稳定化氧化锆（ Ｙ Ｓ Ｚ）电解质致密薄管, 组装成固体氧化物燃料电池, 分别以氢气和煤气为燃料, 空气为氧化剂, 考察 ５００～８５０ ℃温度范围内的伏安特性和功率与电流特性． 结果表明, 改进注浆法可制备出合用的 Ｙ Ｓ Ｚ 电解质致密管, 以氢气为燃料的电池性能明显高于以煤气为燃料的电池性能     

一种以H2S为燃料的固体氧化物燃料电池

研究了在一个大气压和750～850℃下,具有H2S、(MoS2 NiS Ag)／YSZ／Pt和空气结构的固体氧化物燃料电池的电化学性能,发现升温有助于增强电解质的离子传导性,使电池性能变好．在750℃下,阳极通入H2S、阴极通入空气时,电池的最大电流密度和最大功率密度分别达800mA／cm^2和84mW／cm^2;在850℃下,电池的最大电流密度和功率密度分别达1750mA／cm^2和200mW／cm^2．     

微观组织和织构对H65黄铜带材折弯性能的影响

电子产品关键部件小型化对黄铜合金带材折弯性能提出了更高的要求。研究了微观组织和织构对H65黄铜带材折弯性能的影响规律和影响机制。结果表明：带材平行于轧向折弯较垂直于轧向折弯更易于产生表面褶皱和裂纹,且随着折弯半径的减小,折弯性能降低。折弯变形过程中带材外表面易形成剪切带,所产生的剪切变形是造成表面褶皱和开裂的主要原因。微观组织不均匀、较强的Brass织构易导致带材折弯过程中产生剪切变形,造成带材折弯性能下降。通过调控热处理工艺来调整带材织构,减少或抑制剪切带的产生,能够提升带材的折弯性能。     

定向凝固包晶合金相和微观组织选择研究进展

综述了定向凝固包晶合金相和微观组织选择的理论模型和实验研究进展,分析相和微观组织的选择规律,同时讨论了对流对凝固微观组织的影响。依据国内外对包晶合金凝固的研究现状,提出进一步研究的方向。     

运行条件对阳极支撑型固体氧化物燃料电池性能退化和阳极微观结构演变的影响

固体氧化物燃料电池(SOFCs)是一种清洁高效的发电技术,在分布式发电站、家庭热电联供以及电动汽车领域具有广阔的应用前景。然而SOFCs性能的快速衰减导致运行寿命缩短,阻碍了其商业化进程。本文旨在研究运行条件对SOFCs性能衰减和阳极微观结构演变的影响规律,给电池性能和稳定性的优化提供理论指导。本文研究了不同运行温度、放电电流密度、运行时间对电池端电压、极化阻抗以及微观结构的影响,解析了阳极微观结构演变规律。研究结果表明,电池放电初期会经历一个快速的衰减期,然后达到稳定状态。大电流密度放电会增加阳极的极化,从而加剧电池初期的衰减率。通过电池阻抗的解析发现初期衰减主要来自于阳极极化电阻的增加。通过阳极微观结构解析,发现阳极与电解质界面活性区域中的Ni催化剂的流失是导致电池运行初期性能下降的主要原因。经过初期快速衰减后,电池性能趋于稳定,在恒流放电工况下运行3000 h,极化电阻增长率仅为0.17%/kh。通过阳极微观结构的三维重构解析可知,在经历初期快速衰减后,电池阳极微观结构的变化较小,电池稳定性较好。未来的研究重点将聚焦在提高电池在复杂工况下的耐久性,并通过调控阳极组成和微观结构抑制电池性能的快速退化。     

预制层结构对CZTS薄膜微观组织和光学性能的影响

研究了叠层顺序对磁控溅射沉积铜锌锡硫（CZTS）吸收层的微观结构、表面形貌和光学性能的影响.试验结果表明：当预制层结构为Cu/ZnS/SnS₂时,制备的CZTS薄膜在（112）晶面具有择优生长取向,并具有较好的结晶一致性,在288,335和368 cm^-1处呈现出特征拉曼（Raman）峰,薄膜表面晶粒较大、形状规则、薄膜空隙较少、比较致密,可见光范围内的吸收系数较高,光学带隙1.5 eV,适合作为CZTS薄膜太阳能电池的吸收层;当预制层结构为SnS₂/Cu/ZnS和ZnS/SnS₂/Cu时,由于在预制层硫化过程中造成一定的Zn和Sn流失,使CZTS薄膜中含有CuS杂相,导致薄膜表面质量下降,禁带宽度增加,不适合做CZTS薄膜太阳能电池的吸收层.     

铝合金基体微观组织对阳极氧化膜层形貌和性能的影响

本文着重讨论ＬＤ２、ＬＣ４、ＺＬ１０８等不同铝合金的基体微观组织对阳极氧化膜层组织形貌、硬度、耐磨性等性能的影响。试验结果表明：基体的微观组织直接影响阳极氧化膜层的形成和长大,膜层的硬度与附磨性呈非线性关系,最佳匹配受基体微观组织及氧化工艺等多种因素影响。     

含静态混合元件乙烯炉管的高温机械性能和微观组织评价

对静态铸造的含静态混合元件的乙烯炉管,进行了高温机械性能和微观组织的评价,对其材料的化学成分、高温短时拉伸性能和微观金相组织与寿命消耗分散程度等方面进行了与常规炉管的对比分析.结果表明,由于静态混合元件的使用明显降低了炉管表面温度,所以其服役寿命满足要求.     

TiN/Al复合材料的微观组织及性能研究

用熔铸法制备了TiN/Al复合材料,通过SEM和EDS研究复合材料的微观组织和元素组成;测定了复合材料的布氏硬度和压缩性能.实验结果表明：用熔铸法制备TiN/Al复合材料,其增强相TiN均匀分布在基体中,随TiN含量的增加TiN由颗粒状、短棒状变成长条状;其布氏硬度和压缩强度随TiN含量的增加而增大.     

相场法模拟定向凝固微观组织演化研究进展

定向凝固是一种新型的铸造成型技术,能够很好地呈现出凝固过程中界面形态的演化过程,而相场法在如今微观组织数值模拟领域中是最具有优势的一种研究方法.介绍了相场法数值模拟的基本原理,阐述了国内外学者对二元或多元合金在受流场、溶质间相互作用和各向异性、过冷等因素条件影响下自由枝晶和小晶面枝晶的相场法模拟的研究进展,说明了采用相场法耦合溶质场和计算相图等方法在其他微观组织中的应用,并且指出了相场法在模拟定向凝固微观组织领域中所存在的不足之处以及未来的发展趋势.     

冷轧变形Co40NiCrMo微观组织和力学性能

采用金相显微镜、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)和拉伸试验研究了冷轧变形对Co40NiCrMo合金显微组织和力学性能的影响。试验结果表明:Co40NiCrMo合金的冷轧变形方式主要是滑移和孪生;孪晶的交互作用使得合金的晶粒有效尺寸减小,组织细化;冷轧变形程度比较小时,合金的抗拉强度和屈服强度随着变形程度的增大急剧增加,相应地,延伸率显著下降;变形程度超过30%后,强度增加比较缓慢,延伸率也变化地很少;断口分析显示,冷轧变形程度对合金的断裂性能影响很大,随着变形量的增大,合金断裂由韧性断裂过渡到脆性断裂;孪晶的产生和孪晶的交互作用是合金变形强化的主要原因。