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高温气冷堆包覆燃料颗粒的化学气相沉积 被引量:11
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作者 朱钧国 杨冰 +2 位作者 张秉忠 黄锦涛 徐世江 《清华大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第11期65-71,共7页
我国正在建造10MW高温气冷堆,包覆燃料颗粒的研制是高温气冷堆的关键技术之一。TRISO型包覆燃料颗粒是由燃料核芯、疏松热解碳层、内致密热解碳层、碳化硅层和外致密热解碳层组成。采用化学气相沉积方法,选用乙炔、丙烯、甲... 我国正在建造10MW高温气冷堆,包覆燃料颗粒的研制是高温气冷堆的关键技术之一。TRISO型包覆燃料颗粒是由燃料核芯、疏松热解碳层、内致密热解碳层、碳化硅层和外致密热解碳层组成。采用化学气相沉积方法,选用乙炔、丙烯、甲基三氯硅烷和氢气作为反应气体,在直径为55mm锥形流化床包覆炉中制备包覆燃料颗粒。本文系统地研究了工艺参数和性能之间的关系,摸索出疏松热解碳层、致密热解碳层和碳化硅层的最佳包覆工艺条件,总结出经验公式,用扫描电镜观察了包覆燃料颗粒的微观结构,制备出满足设计要求的TRISO型包覆燃料颗粒。 展开更多
关键词 高温 气冷堆 包覆燃料颗粒 化学气相沉积
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10MW高温气冷堆包覆燃料颗粒的研制 被引量:8
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作者 朱钧国 杨冰 +5 位作者 张秉忠 邵友林 黄国礼 梁彤翔 彭新立 周寅甲 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期76-81,共6页
我国10MW高温气冷堆采用全陶瓷型包覆颗粒球形燃料元件。TRISO型包覆燃料颗粒由燃料核芯、疏松热解碳层、内致密热解碳层、碳化硅层和外致密热解碳层组成。采用丙烯和乙炔混合气体制备致密热解碳层以及四层连续包覆的新工艺,开展生产工... 我国10MW高温气冷堆采用全陶瓷型包覆颗粒球形燃料元件。TRISO型包覆燃料颗粒由燃料核芯、疏松热解碳层、内致密热解碳层、碳化硅层和外致密热解碳层组成。采用丙烯和乙炔混合气体制备致密热解碳层以及四层连续包覆的新工艺,开展生产工艺条件试验,系统地研究了生产工艺和性能之间的关系,摸索出最佳生产工艺条件。用化学气相沉积方法在150mm流化床沉积炉系统中批量生产出TRISO型包覆燃料颗粒。用扫描电镜观察分析了包覆燃料颗粒的微观结构,包覆燃料颗粒的制造破损率为3.4×10-6,冷态性能达到我国10MW高温气冷堆设计要求。包覆燃料颗粒辐照考验结果(放射性裂变产物释放率R/B为1×10-6左右)表明,包覆燃料颗粒的质量可以满足10MW高温气冷堆安全运行的要求。 展开更多
关键词 高温气冷堆 包覆燃料颗粒 流化床 化学气相沉积 燃料元件 制备
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固体颗粒表面改性及其在推进剂领域中的应用研究 被引量:5
3
作者 张杰 贺俊 邹彦文 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第9期1147-1152,共6页
对推进剂组分中的氧化剂、燃料等固体颗粒进行表面改性处理,不仅能提高单组分的使用性能,也是提高推进剂力学性能、改善燃烧性能和推进剂工艺条件的重要途径.本文综述了固体颗粒表面改性的方法及表面改性后的表征,分析了包覆颗粒性能变... 对推进剂组分中的氧化剂、燃料等固体颗粒进行表面改性处理,不仅能提高单组分的使用性能,也是提高推进剂力学性能、改善燃烧性能和推进剂工艺条件的重要途径.本文综述了固体颗粒表面改性的方法及表面改性后的表征,分析了包覆颗粒性能变化及其对推进剂性能的影响. 展开更多
关键词 表面改性 包覆 推进剂 感度
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10MW高温气冷堆首次装料的包覆燃料颗粒研制 被引量:2
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作者 朱钧国 杨冰 +4 位作者 张秉忠 邵友林 梁彤翔 孙利峰 吕庆军 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 2003年第z1期45-49,共5页
10MW高温气冷堆采用全陶瓷TRISO型包覆颗粒燃料元件。TRISO型包覆燃料颗粒由燃料核芯、疏松热解炭层、内致密热解炭层、碳化硅层和外致密热解炭层组成。本工作研究用于生产包覆燃料颗料的具有多气体入口的新型喷动流化床和4层连续包覆... 10MW高温气冷堆采用全陶瓷TRISO型包覆颗粒燃料元件。TRISO型包覆燃料颗粒由燃料核芯、疏松热解炭层、内致密热解炭层、碳化硅层和外致密热解炭层组成。本工作研究用于生产包覆燃料颗料的具有多气体入口的新型喷动流化床和4层连续包覆工艺。采用化学气相沉积方法在150mm直径流化床沉积炉中生产出10MW高温气冷堆的包覆燃料颗粒。用扫描电镜观察研究了包覆燃料颗粒的微观结构。包覆燃料颗粒的制造破损率为3.4×10^(-6)。包覆燃料颗粒的辐照考验结果(包覆燃料颗粒的裂变产物^(85)Kr^m释放率为10^(-6))表明,包覆燃料颗粒的性能可以满足我国10MW高温气冷堆的设计要求。 展开更多
关键词 高温气冷堆 包覆燃料颗粒 流化床 化学气相沉积
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燃料颗粒包覆过程冷态模拟的压强研究 被引量:2
5
作者 徐小平 朱钧国 +2 位作者 杨冰 张秉忠 潘金生 《清华大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第7期24-27,共4页
包覆燃料颗粒是10MW高温气冷堆球形燃料元件的核心。在直径为55mm冷态模拟流化床中对核燃料颗粒的喷动状态进行了模拟研究。运用静压探针研究了床内压降随流化气体速度变化的关系以及压降的轴向分布。而且从压降-气体速度关系... 包覆燃料颗粒是10MW高温气冷堆球形燃料元件的核心。在直径为55mm冷态模拟流化床中对核燃料颗粒的喷动状态进行了模拟研究。运用静压探针研究了床内压降随流化气体速度变化的关系以及压降的轴向分布。而且从压降-气体速度关系曲线进一步判别床内死区情况,运用余弦关系近似描述了压降的轴向分布。实验结果表明本研究对包覆工艺具有参考价值。 展开更多
关键词 高温气冷堆 包覆 燃料颗粒 模拟 压强
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小直径环状试样静态杨氏模量测试仪的研制 被引量:3
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作者 朱美红 李恩德 唐春和 《功能材料》 EI CAS CSCD 1993年第5期455-460,共6页
介绍了微小试样材料弹性模量测试仪的组成概况(硬件及软件)。对测试仪做了标定、校核工作。利用该仪器实测了高温气冷堆包覆燃料颗粒SiC层(直径<1mm)的弹性模量。测试仪精度为:力:0-0.2N,+0.005N 位移:0.60μm,±0.
关键词 弹性模量 小直径试样 包覆燃料颗粒
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喷动床多气体入口对燃料颗粒包覆工艺的影响 被引量:1
7
作者 徐小平 朱钧国 +2 位作者 杨冰 张秉忠 潘金生 《清华大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第12期63-66,共4页
包覆燃料颗粒的制备是 10 MW高温气冷堆中的关键技术。论文介绍了一种用于生产包覆燃料颗粒的具有多气体入口的新颖喷动床 ,通过不同气体入口条件下的包覆试验 ,揭示了该喷动床具有包覆反应区向喷管区收缩的特点 ,该特点可使得包覆层更... 包覆燃料颗粒的制备是 10 MW高温气冷堆中的关键技术。论文介绍了一种用于生产包覆燃料颗粒的具有多气体入口的新颖喷动床 ,通过不同气体入口条件下的包覆试验 ,揭示了该喷动床具有包覆反应区向喷管区收缩的特点 ,该特点可使得包覆层更均匀 ,密度低 ,颗粒周期性循环对包覆层性能波动的影响减弱等等 ;同时该喷动床的喷动高度低 ,减少了颗粒因碰撞而导致的包覆层裂纹。因此 。 展开更多
关键词 喷动床 多气体入口 包覆燃料颗粒 包覆工艺 包覆反应区 高温气冷堆 化学气相沉积 喷动高度 破损率
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高温气冷堆包覆燃料颗粒SiC包覆层的强度和许用应力 被引量:2
8
作者 徐世江 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第1期62-67,共6页
SiC 层是高温气冷堆包覆燃料颗粒复合包覆层的关键组元,其物理机械性能对高温气冷堆的安全特性有重要影响。SiC 层的强度具有统计分布的性质,受材料性质、试件尺寸形状和受力状态的影响。SiC 构件的设计许用应力决定于 SiC 强度分布特... SiC 层是高温气冷堆包覆燃料颗粒复合包覆层的关键组元,其物理机械性能对高温气冷堆的安全特性有重要影响。SiC 层的强度具有统计分布的性质,受材料性质、试件尺寸形状和受力状态的影响。SiC 构件的设计许用应力决定于 SiC 强度分布特性和允许破损率。本文介绍用压环法测定的强度值计算球形 SiC 壳层应力的方法,并以五种不同强度分布特性的 SiC 为例,计算出在不同允许破损率下的许用应力。 展开更多
关键词 气冷堆 包覆燃料颗粒 碳化硅 强度 许用应力
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包覆燃料颗粒的形状分选
9
作者 杨冰 邵友林 +4 位作者 朱钧国 张秉忠 孙利峰 吕庆军 张锴瑜 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 2003年第z1期53-55,共3页
畸形燃料核芯及包覆燃料颗粒是燃料元件制造过程中破损率的主要来源之一。本文涉及采用倾斜振动板式分选机对畸形燃料核芯和包覆燃料颗粒进行分选。该机对畸形颗粒的分选效率约为95%。
关键词 包覆燃料颗粒 形状分选 倾斜振动板式分选机
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高温气冷堆包覆燃料颗粒尺寸的光电测长法 被引量:1
10
作者 张秉忠 朱钧国 +1 位作者 杨冰 黄锦涛 《清华大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第11期72-74,共3页
包覆燃料颗粒是高温气冷堆燃料元件的重要组成部分,燃料颗粒(直径约1mm)的尺寸是重要的性能指标。光电测长法采用分辨率为0.02μm的高精度光栅作为传感器,接触式直接量测被测物体,最大限度地减少了测量误差。光电测长系统... 包覆燃料颗粒是高温气冷堆燃料元件的重要组成部分,燃料颗粒(直径约1mm)的尺寸是重要的性能指标。光电测长法采用分辨率为0.02μm的高精度光栅作为传感器,接触式直接量测被测物体,最大限度地减少了测量误差。光电测长系统由光电传感器测试头、样品工作台、台式光栅数显表和微机数据采集处理系统组成。测量200个包覆燃料颗粒尺寸需要30min。测量的重复性偏差为0.05μm。 展开更多
关键词 高温 气冷堆 包覆燃料颗粒 光电测长法
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在线测试包覆燃料颗粒镀层密度的方法 被引量:1
11
作者 杨冰 朱钧国 +3 位作者 张秉忠 黄锦涛 梁彤翔 彭新立 《清华大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第7期11-14,共4页
包覆燃料颗粒的质量对于高温气冷堆安全运行起着重要作用。包覆燃料颗粒的镀层密度是影响颗粒质量的重要指标。因此,准确、及时地在线检测包覆燃料颗粒各镀层的密度,对于保证包覆燃料颗粒符合设计要求有着重要意义。在借鉴国内外同行... 包覆燃料颗粒的质量对于高温气冷堆安全运行起着重要作用。包覆燃料颗粒的镀层密度是影响颗粒质量的重要指标。因此,准确、及时地在线检测包覆燃料颗粒各镀层的密度,对于保证包覆燃料颗粒符合设计要求有着重要意义。在借鉴国内外同行研究成果的基础上,针对包覆燃料颗粒镀层的特点,研究并建立了一套满足实际生产需要的在线快速测试密度的综合方法。这包括着填装法、尺寸—质量法、比重瓶法和重液悬浮法。简要地介绍了这些在线性能测试方法,给出了一些测试数据,讨论了测量误差产生的主要原因。 展开更多
关键词 密度 镀层 包覆燃料颗粒 在线测试 高温气冷堆
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Manufacture of HTR Fuel Element
12
作者 Shijiang, X. Chunhe, T. +3 位作者 Zhichang, X. Junguo, Zh. Xueliang, Q. Ende, L. 《High Technology Letters》 EI CAS 1995年第1期87-90,共4页
The HTR Fuel Element R & D Program,set in 1987,aims to develop the manufacturetechnology of HTR fuel element and to produce the fuel element for the first core of our 10MW experimental reactor.Now the work on labo... The HTR Fuel Element R & D Program,set in 1987,aims to develop the manufacturetechnology of HTR fuel element and to produce the fuel element for the first core of our 10MW experimental reactor.Now the work on laboratory scale is phased out.In this paper,the fuel element manufacture technology is described and the test results are given. 展开更多
关键词 High temperature reactor coated fuel particles Spherical fuel element Irradiation qualification
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10MW高温气冷堆包覆燃料颗粒辐照考验
13
作者 朱钧国 杨冰 +3 位作者 唐春和 张秉忠 邵友林 徐世江 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第B07期104-108,共5页
TRISO型包覆燃料颗粒由燃料核芯、疏松热解炭层、内致密热解炭层、碳化硅层和外致密热解炭层组成。在冷态性能检验合格的基础上,进行了10MW高温气冷堆包覆燃料颗粒的静态辐照试验和动态回路辐照试验。在辐照温度1000℃、累积快中子注量1... TRISO型包覆燃料颗粒由燃料核芯、疏松热解炭层、内致密热解炭层、碳化硅层和外致密热解炭层组成。在冷态性能检验合格的基础上,进行了10MW高温气冷堆包覆燃料颗粒的静态辐照试验和动态回路辐照试验。在辐照温度1000℃、累积快中子注量1.28×1025m-2和燃耗(以金属铀计)达到95GW·d·t-1时,包覆燃料颗粒的放射性裂变产物85Krm的释放率为1.02×10-6,辐照后检验未发现包覆燃料颗粒破损。辐照考验结果表明,包覆燃料颗粒的性能可以满足我国10MW高温气冷堆安全运行的要求。 展开更多
关键词 高温气冷堆 包覆燃料颗粒 辐照 辐照后检验
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化学气相沉积包覆燃料颗粒ZrC涂层的模拟计算
14
作者 刘超 唐春和 +2 位作者 刘兵 圣锋 苏海燕 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期1289-1293,共5页
ZrC涂层是高温气冷堆包覆燃料颗粒最具潜力的一种阻挡层材料。本文利用热力学软件HSC-Chemistry 5.0对化学气相沉积ZrC涂层进行模拟计算。结果表明,化学气相沉积ZrC涂层较佳工艺参数范围如下:原料气体中C/Zr比为0.5~1.5,H2/Ar比为0.5~... ZrC涂层是高温气冷堆包覆燃料颗粒最具潜力的一种阻挡层材料。本文利用热力学软件HSC-Chemistry 5.0对化学气相沉积ZrC涂层进行模拟计算。结果表明,化学气相沉积ZrC涂层较佳工艺参数范围如下:原料气体中C/Zr比为0.5~1.5,H2/Ar比为0.5~1.5,沉积温度为1 450~1 650℃。 展开更多
关键词 包覆燃料颗粒 ZrC涂层 化学气相沉积 模拟计算
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球形燃料元件中包覆燃料颗粒的化学分析
15
作者 郑文革 倪晓军 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2001年第3期211-215,共5页
报道了高温气冷堆球形燃料元件中包覆燃料颗粒的表面铀沾污、自由铀含量及包覆燃料颗粒的装铀量等性能指标的测试方法、范围及测量误差。利用激光荧光法测量并计算了包覆燃料颗粒中的自由铀含量及表面铀沾污 ,利用电位滴定法测量了包覆... 报道了高温气冷堆球形燃料元件中包覆燃料颗粒的表面铀沾污、自由铀含量及包覆燃料颗粒的装铀量等性能指标的测试方法、范围及测量误差。利用激光荧光法测量并计算了包覆燃料颗粒中的自由铀含量及表面铀沾污 ,利用电位滴定法测量了包覆燃料颗粒的装铀量。结果表明 ,经 4层连续包覆的包覆燃料颗粒的质量符合并满足高温气冷堆球形燃料元件对包覆燃料颗粒的设计要求。 展开更多
关键词 激光荧光法 自由铀含量 包覆燃料颗粒 球形燃料元件 化学分析 高温气冷堆 表面铀污染 装铀量
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包覆燃料颗粒尺寸及其标准偏差对失效概率的影响 被引量:3
16
作者 张永栋 林俊 +1 位作者 张海青 朱智勇 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第12期69-74,共6页
三结构同向性型(Tristructural isotropic,TRISO)包覆燃料颗粒是目前高温气冷堆和固态燃料熔盐堆采用的燃料元件。TRISO包覆燃料颗粒破损会导致裂变产物不可接受的释放,由此影响反应堆的安全运行。基于TRISO包覆燃料颗粒压力壳式破损模... 三结构同向性型(Tristructural isotropic,TRISO)包覆燃料颗粒是目前高温气冷堆和固态燃料熔盐堆采用的燃料元件。TRISO包覆燃料颗粒破损会导致裂变产物不可接受的释放,由此影响反应堆的安全运行。基于TRISO包覆燃料颗粒压力壳式破损模型,分析了TRISO包覆燃料颗粒核芯和各包覆层的尺寸对失效概率的影响,研究了TRISO包覆燃料颗粒核芯半径、疏松热解碳(Buffer)层厚度和碳化硅(Si C)层厚度的合理设计范围。同时,利用随机抽样统计的方法分析了TRISO包覆燃料颗粒核芯半径分布和各包覆层厚度分布对颗粒失效概率的影响。研究发现,降低Buffer层厚度分布的标准差至16μm可以使TRISO包覆燃料颗粒的失效概率降低一个数量级。 展开更多
关键词 TRISO包覆燃料颗粒 压力壳破损 TRISO包覆燃料颗粒尺寸 标准偏差
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PANAMA 程序及其在 10MW 高温气冷实验堆安全分析中的应用 被引量:4
17
作者 曹建主 奚树人 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第2期162-167,共6页
PANAMA程序是德国在高温气冷堆安全研究中开发的一个实用程序,可以用来计算TRISO包覆燃料颗粒在事故条件下的破损率。本文简介了PANAMA模型,着重开发了PANAMA程序中SiC压力容器失效模式,并利用10MW... PANAMA程序是德国在高温气冷堆安全研究中开发的一个实用程序,可以用来计算TRISO包覆燃料颗粒在事故条件下的破损率。本文简介了PANAMA模型,着重开发了PANAMA程序中SiC压力容器失效模式,并利用10MW高温气冷实验堆(HTR10)包覆燃料颗粒的设计参数,计算了燃耗、温度、核芯直径以及各包覆层厚度对颗粒破损率的影响。结果分析表明破损率随燃耗、温度和核芯直径的增大而增长较快,对缓冲层和SiC层厚度的变化也比较敏感。 展开更多
关键词 PANAMA 高温 气冷堆 包覆燃料颗粒 安全分析
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核热推进包覆燃料颗粒耐高温性能研究 被引量:3
18
作者 张良 曾强 +1 位作者 潘小强 李圆圆 《载人航天》 CSCD 北大核心 2019年第2期202-207,共6页
为确定TRISO包覆燃料颗粒作为核热推进系统燃料的适用性,采用ZrO_2模拟TRISO核燃料中UO_2核芯,对包覆颗粒的耐高温性能进行了研究。在氩气环境中分别进行1800 K~2300 K耐高温性能研究,统计了颗粒在不同温度下的破损情况及压碎强度,并... 为确定TRISO包覆燃料颗粒作为核热推进系统燃料的适用性,采用ZrO_2模拟TRISO核燃料中UO_2核芯,对包覆颗粒的耐高温性能进行了研究。在氩气环境中分别进行1800 K~2300 K耐高温性能研究,统计了颗粒在不同温度下的破损情况及压碎强度,并利用体视显微镜、SEM等手段观察颗粒形貌。研究发现,2000 K时包覆颗粒出现破损,2200 K时颗粒破损率已高达70%;当温度不超过2000 K时,包覆颗粒压碎强度变化不明显,而2000 K以上时,SiC层断裂形式由以"穿晶断裂"为主逐渐转变为以"沿晶断裂"为主,颗粒压碎强度随温度的升高显著降低。 展开更多
关键词 核热推进 TRISO包覆燃料颗粒 耐高温性能 压碎强度 破损率
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TRISO钍铀包覆燃料颗粒裂变气体生成规律 被引量:3
19
作者 尹文静 张海青 +2 位作者 曹长青 林俊 朱智勇 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期62-67,共6页
三结构同向性型(Tri-structural iso-tropic,TRISO)包覆燃料颗粒产生的裂变气体是影响燃料元件安全性的一个重要因素。本工作利用ORIGEN计算程序,研究了基于热堆的TRISO包覆燃料颗粒中裂变气体氙和氪的积累随中子能谱和中子通量的变化... 三结构同向性型(Tri-structural iso-tropic,TRISO)包覆燃料颗粒产生的裂变气体是影响燃料元件安全性的一个重要因素。本工作利用ORIGEN计算程序,研究了基于热堆的TRISO包覆燃料颗粒中裂变气体氙和氪的积累随中子能谱和中子通量的变化规律。计算结果表明,中子能谱、通量和运行时间均相同时,【O2包覆颗粒中氙的生成龄为氪的约7倍,ThO2包覆颗粒中氙的生成量约为氪的4.5倍。研究了ThO2包覆颗粒裂变气体饱和值与能谱的关系,结果表明,能谱越软,越易达到饱和,但能谱较软时达到的饱和值较小。通过对裂变气体积累量的计算估计了ThO2包覆颗粒因内压导致破损的寿命值。 展开更多
关键词 三结构同向性型(Tri structural iso—tropic TRISO)包覆燃料颗粒 裂变气体 中子能谱 中子通量
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高温气冷堆包覆燃料颗粒破损率研究 被引量:2
20
作者 朱钧国 杨冰 +2 位作者 张秉忠 徐世江 黄锦涛 《清华大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第6期17-22,共6页
包覆燃料颗粒是高温气冷堆燃料元件的关键组成部分,是阻挡放射性裂变产物释放的主要屏障。包覆燃料颗粒的破损率是一项直接影响高温气冷堆运行安全特性的重要质量监控指标。采用燃烧-硝酸浸取法(在 850 ℃空气中灼烧, 9h; 9... 包覆燃料颗粒是高温气冷堆燃料元件的关键组成部分,是阻挡放射性裂变产物释放的主要屏障。包覆燃料颗粒的破损率是一项直接影响高温气冷堆运行安全特性的重要质量监控指标。采用燃烧-硝酸浸取法(在 850 ℃空气中灼烧, 9h; 90 ℃, 7mol/L HNO3, 10h)对包覆燃料颗粒的破损率进行了测试研究。制定了测试流程,给出包覆燃料颗粒的自由铀含量与浸取时间的关系曲线,确定了最佳的试验温度、硝酸浓度和浸取时间等测试条件,并对6组包覆燃料颗粒破损率测试结果进行了分析讨论。 展开更多
关键词 高温 气冷堆 包覆燃料颗粒 破损率
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