IMF燃耗特性与次锕系核素产量分析 被引量：1

1

作者 武祥 于涛 +3 位作者 谢金森 李志峰 刘紫静 陈昊威 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1417-1423,共7页

在轻水堆中采用惰性基质燃料（IMF）能有效地从源头上降低乏燃料中次锕系核素（MA）的含量。为了研究IMF的燃耗特性,选取两种典型IMF方案PuO2＋ZrO2＋MgO和PuO2＋ThO2,开展不同PuO2含量下IMF燃耗反应性计算,并与UO2燃料以及MOX燃料进行... 在轻水堆中采用惰性基质燃料（IMF）能有效地从源头上降低乏燃料中次锕系核素（MA）的含量。为了研究IMF的燃耗特性,选取两种典型IMF方案PuO2＋ZrO2＋MgO和PuO2＋ThO2,开展不同PuO2含量下IMF燃耗反应性计算,并与UO2燃料以及MOX燃料进行比较分析。结果表明：在总燃耗时间为1 095d情况下,两种IMF方案中PuO2体积分数为2%～10%时,其寿期末kinf均大于1,但PuO2＋ZrO2＋MgO方案的燃耗反应性波动大于PuO2＋ThO2方案,PuO2＋ThO2方案燃料寿期末MA的含量明显小于前者;在同一等效重金属质量分数下,MOX、UO2燃料寿期末MA的含量均大于两种IMF。 展开更多

关键词 惰性基质燃料 uo2燃料 MOX燃料 燃耗特性 次锕系核素

下载PDF 职称材料

UO_2燃料燃耗对高放废物管理的影响研究 被引量：1

2

作者 何辉 陈延鑫 +1 位作者 唐洪彬 叶国安 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期1961-1965,共5页

从乏燃料的不同燃耗引起放射性和化学组成的变化出发,分析乏燃料经后处理后的衰变热、Mo及贵金属含量对玻璃固化工艺和玻璃固化体储存的影响,计算得到了不同燃耗乏燃料制得的高放玻璃的数量。计算结果认为:对于冷却8a的乏燃料,决定玻璃... 从乏燃料的不同燃耗引起放射性和化学组成的变化出发,分析乏燃料经后处理后的衰变热、Mo及贵金属含量对玻璃固化工艺和玻璃固化体储存的影响,计算得到了不同燃耗乏燃料制得的高放玻璃的数量。计算结果认为:对于冷却8a的乏燃料,决定玻璃固化体包容量的不是高放主组分的热功率;对于燃耗小于40GW·d/tU的乏燃料,决定玻璃固化体包容量的是Mo元素含量;当燃耗大于45GW·d/tU时,贵金属含量成为决定玻璃固化体包容量的主要因素,同时UO2燃料燃耗与高放玻璃固化体数量上存在线性关系,燃耗增加会导致高放废物玻璃固化体数量增加。随着燃耗的增加,以Mo含量及贵金属含量计算得到的玻璃固化体数量比以衰变热计算得到的玻璃固化体数量多,因此,高放废物玻璃固化前将Mo及贵金属进行分离有利于减少高放废物玻璃固化体数量。对于UO2燃料,燃耗加深对于高放废物玻璃固化体暂存时间几乎无影响。 展开更多

关键词 uo2燃料 玻璃固化体 衰变热功率 Mo含量 贵金属含量

下载PDF 职称材料

烧结二氧化铀燃料裂变气体肿胀的数值模拟研究 被引量：1

3

作者 肖红星 龙冲生 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期91-95,共5页

建立低温条件下烧结二氧化铀燃料(简称UO2燃料)中裂变气体的肿胀计算模型,采用有限差分方法编写计算程序,定量计算不同燃耗和温度条件下UO2燃料中固溶态的裂变气体份额、裂变气体气泡的密度与平均半径以及它们对燃料肿胀的贡献。计算表... 建立低温条件下烧结二氧化铀燃料(简称UO2燃料)中裂变气体的肿胀计算模型,采用有限差分方法编写计算程序,定量计算不同燃耗和温度条件下UO2燃料中固溶态的裂变气体份额、裂变气体气泡的密度与平均半径以及它们对燃料肿胀的贡献。计算表明,该模型能用于预测低温条件下UO2燃料中裂变气体所导致的肿胀随燃耗的变化规律。 展开更多

关键词 uo2燃料 裂变气体 肿胀 模型

下载PDF 职称材料

弥散燃料颗粒裂纹起源的有限元模拟分析 被引量：4

4

作者 赵毅 龙冲生 王晓敏 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期311-315,共5页

通过建立含多气泡的燃料颗粒模型,采用有限元方法分析了燃料颗粒在裂变气体气泡内压作用下的应力分布,统计了燃料颗粒内部气泡位置对气泡内壁处的最大拉应力的影响,并结合实验结果探寻了弥散燃料颗粒在辐照后退火时的裂纹起源。结果表明... 通过建立含多气泡的燃料颗粒模型,采用有限元方法分析了燃料颗粒在裂变气体气泡内压作用下的应力分布,统计了燃料颗粒内部气泡位置对气泡内壁处的最大拉应力的影响,并结合实验结果探寻了弥散燃料颗粒在辐照后退火时的裂纹起源。结果表明:当弥散燃料颗粒内部含有多个裂变气体气泡时,受气泡内压作用,气泡内壁径向应力为压应力,环向应力为拉应力;气泡位置距燃料颗粒心部越远,气泡内壁处的最大环向拉应力越大;表层气泡的最大环向拉应力远大于心部气泡的;燃料颗粒裂纹起源于表层气泡内壁。 展开更多

关键词 弥散燃料 uo2燃料颗粒 裂纹起源 有限元模拟

下载PDF 职称材料

一种电磁感应烧结UO2的发热体设计及优化 被引量：1

5

作者 刘辰 金恩泽 徐乐昌 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1077-1084,共8页

本文提出一种可以直接利用电磁感应高效烧结UO2燃料芯块的方法,利用ANSYS有限元软件研究不同结构参数对电磁感应发热体发热效果的影响,并据此对电磁感应发热体进行优化。计算结果表明,当外部发热体开缝方式为纵向开3条缝,横向在两侧开3... 本文提出一种可以直接利用电磁感应高效烧结UO2燃料芯块的方法,利用ANSYS有限元软件研究不同结构参数对电磁感应发热体发热效果的影响,并据此对电磁感应发热体进行优化。计算结果表明,当外部发热体开缝方式为纵向开3条缝,横向在两侧开3条缝,纵向缝宽3 mm,横向缝宽4.5mm时,内部和外部发热体都具有较高的发热效率和较好的温度均匀性,可实现UO2燃料芯块的高效均匀烧结。 展开更多

关键词 电磁感应 高效烧结 uo2燃料芯块

下载PDF 职称材料

含铀共晶溶剂制备UO2燃料微球

6

作者 谭吉文 《科学技术创新》 2022年第27期35-38,共4页

通过将六水合硝酸铀酰(UNH)与尿素(urea)以1:4的摩尔比混合,得到了一种由二者形成的室温下为液态的共晶溶剂(1:4DES),并以之作为制备UO燃料微球的前驱体。含铀的共晶溶剂通过微流控系统分散成大小均一、尺寸可控的含铀微液滴球,之后使... 通过将六水合硝酸铀酰(UNH)与尿素(urea)以1:4的摩尔比混合,得到了一种由二者形成的室温下为液态的共晶溶剂(1:4DES),并以之作为制备UO燃料微球的前驱体。含铀的共晶溶剂通过微流控系统分散成大小均一、尺寸可控的含铀微液滴球,之后使用氨水饱和的辛醇溶液作为固化介质,最终得到了固态的重铀酸铵(ADU)小球。实验过程中使用光学显微镜得到了固体微球的形貌特征,并借助拉曼光谱,分析了铀酰在不同阶段的化学状态,同时确定固体微球的成分为重铀酸铵。 展开更多

关键词 六水合硝酸铀酰 共晶溶剂 微流控系统 uo2燃料微球 拉曼光谱 重铀酸铵

下载PDF 职称材料

从Gd_2O_3-UO_2燃料中萃取分离铀、钆的试验研究 被引量：1

7

作者 李佳 朱常桂 +1 位作者 任萌 刘锦洪 《湿法冶金》 CAS 北大核心 2012年第3期170-174,共5页

研究了以TBP-煤油为萃取剂,从可燃毒性燃料Gd2O3-UO2的HNO3浸出液中萃取分离钆和铀,考察了铀质量浓度、HNO3浓度、相比、有机相中TBP体积分数、温度对铀、钆萃取率及铀、钆分离的影响。试验结果表明:钆萃合物以Gd(NO3)3.3TBP形式为主;... 研究了以TBP-煤油为萃取剂,从可燃毒性燃料Gd2O3-UO2的HNO3浸出液中萃取分离钆和铀,考察了铀质量浓度、HNO3浓度、相比、有机相中TBP体积分数、温度对铀、钆萃取率及铀、钆分离的影响。试验结果表明:钆萃合物以Gd(NO3)3.3TBP形式为主;在铀质量浓度80～100g/L、HNO3浓度4mol/L、相比Vo/Va=1.5/1、有机相中TBP体积分数40%、室温最佳条件下,体系具有较大铀、钆分离系数和铀分配系数;工艺稳定,易于实现。 展开更多

关键词 Gd2O3-uo2燃料 TBP 溶剂萃取 铀 钆 分离

下载PDF 职称材料

溶胶-凝胶法制造UO_2燃料微球振动频率选择

8

作者 金鑫 梁彤祥 郭文利 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期600-603,共4页

利用射流力学理论建立了最优振动频率关系式,并将它应用到了UO2燃料微球工艺中,最优频率的计算值与实验值较符合。分析了空气密度、胶液粘度、胶液表面张力和胶液密度对最优振动频率的影响。结果表明,空气密度对频率影响很小,最优振动... 利用射流力学理论建立了最优振动频率关系式,并将它应用到了UO2燃料微球工艺中,最优频率的计算值与实验值较符合。分析了空气密度、胶液粘度、胶液表面张力和胶液密度对最优振动频率的影响。结果表明,空气密度对频率影响很小,最优振动频率随胶液粘度的增大而减小,随胶液表面张力和胶液密度的增大而增大。 展开更多

关键词 外胶凝工艺 uo2燃料微球 射流断裂

下载PDF 职称材料

催化剂对注凝成型工艺制备UO2陶瓷微球的影响

9

作者 赵兴宇 郭文利 +2 位作者 郝少昌 李承亮 梁彤祥 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第z1期338-341,共4页

研究采用注凝成型工艺制备高温气冷堆UO2燃料元件核芯中胶凝催化剂的加入方式和用量对凝胶过程及小球球形度的影响.结果表明:将催化剂加入到浆料的分散介质中,既可有效降低浆料固化所需温度,又可避免浆料提前固化,对微球球形度有很好的... 研究采用注凝成型工艺制备高温气冷堆UO2燃料元件核芯中胶凝催化剂的加入方式和用量对凝胶过程及小球球形度的影响.结果表明:将催化剂加入到浆料的分散介质中,既可有效降低浆料固化所需温度,又可避免浆料提前固化,对微球球形度有很好的促进作用.随着催化剂加入量的增加,浆料所需的固化温度逐渐降低,当催化剂用量达到介质总量的1.5%(体积比)时,浆料固化温度可降低至50℃. 展开更多

关键词 高温气冷堆 uo2燃料核芯 注凝成型 催化剂

下载PDF 职称材料

高温气冷堆UO_2燃料芯核振动分选设备

10

作者 杨志军 刘隆祉 +1 位作者 王国生 李睿 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 2003年第2期154-156,共3页

介绍了高温气冷堆UO2燃料芯核振动分选设备的结构,并对设备的工作原理进行了分析,同时指出了影响分选效果的几个因素。设备运行结果表明:分选设备性能达到了预期设计要求。

关键词 uo2燃料芯核 振动分选设备 振动分选机 高温气冷堆 二氧化铀微球

下载PDF 职称材料

U^(6+)化合物结构构形熵及其对热力学稳定性的影响——在核废料地质处置中的应用 被引量：8

11

作者 陈繁荣 R.C.Ewing 《中国科学（D辑）》 CSCD 北大核心 2002年第8期644-652,共9页

在核废料地质处置库中,UO_2乏燃料将很快被氧化成U^(6+)化合物.由于大多数U^(6+)化合物都具有层状或链状结构,并且通常含有多个水分子团,在某些结晶学位置上可能出现不同元素的类质同象混合或空位,其中与水分子有关的氢键也可能无序排列... 在核废料地质处置库中,UO_2乏燃料将很快被氧化成U^(6+)化合物.由于大多数U^(6+)化合物都具有层状或链状结构,并且通常含有多个水分子团,在某些结晶学位置上可能出现不同元素的类质同象混合或空位,其中与水分子有关的氢键也可能无序排列,因而产生类质同象混合熵和结构无序熵.通过系统搜集铀酸盐、UO_2^(2+)的氢氧化物、磷酸盐、硅酸盐、碳酸盐和硫酸盐的晶体结构分析测定结果,发现至少31种U^(6+)化合物中有类质同象混合,根据对其理想混合熵的计算结果,混合熵对某些U^(6+)化合物的第三定律熵有较大贡献.此外,对U^(6+)化合物中H_2O的晶体化学性质进行了讨论,认为与间隙水分子有关的氢键的无序定向所产生的结构构形熵也是不能忽视的.在核废料地质处置库近场地球化学环境中,结构构形熵的存在可使与某些U^(6+)化合物平衡的水溶液中铀的浓度降低几个数量级.因此,应用量热法测定U^(6+)化合物的热力学参数的同时,必须精确测定样品的化学成分和晶体结构,并将量热法测定与溶解度实验研究相结合.以相互印证. 展开更多

关键词 结构构形熵 热力学稳定性 氧化蚀变次生相 铀化合物 地球化学 U^6+化合物 核废料地质处置 类质同象混合熵 uo2冷燃料

原文传递

核燃料芯块裂变气体释放行为模拟研究 被引量：2

12

作者 章筱迪 郝萌 +3 位作者 刘龙 范轶翔 王鹏 黄宁 《核电子学与探测技术》 北大核心 2016年第12期1200-1204,1214,共6页

基于ABAQUS对UO_2核燃料芯块裂变气体行为做了研究,对两个经典模型:ANS-5.4单阶段模型和两阶段Forsberg–Massih释放模型作了详细描述,重点研究了这两个模型在ABAQUS中的实现及模型与ABAQUS结合时的技术难点。将研究模拟结果与该模型在... 基于ABAQUS对UO_2核燃料芯块裂变气体行为做了研究,对两个经典模型:ANS-5.4单阶段模型和两阶段Forsberg–Massih释放模型作了详细描述,重点研究了这两个模型在ABAQUS中的实现及模型与ABAQUS结合时的技术难点。将研究模拟结果与该模型在相应成熟软件中的结果作比较,吻合度很好,验证了基于ABAQUS二次开发方式模拟裂变气体行为方法的可行性。 展开更多

关键词 uo2核燃料 裂变气体行为 ABAQUS 二次开发模拟

下载PDF 职称材料

热管冷却双模式空间堆的初步概念 被引量：2

13

作者 李华琪 杨宁 +3 位作者 田晓艳 江新标 陈立新 胡攀 《现代应用物理》 2017年第4期76-81,共6页

提出了热管冷却推进-供电双模式运行的空间核反应堆初步概念,给出了堆芯及热管燃料组件的设计布局,以液氢为推进剂,进行了热工水力学初步分析计算,推进模式下推进剂出口温度达到2 600K,验证了初步设计的可行性;分析比较了不同热电转换... 提出了热管冷却推进-供电双模式运行的空间核反应堆初步概念,给出了堆芯及热管燃料组件的设计布局,以液氢为推进剂,进行了热工水力学初步分析计算,推进模式下推进剂出口温度达到2 600K,验证了初步设计的可行性;分析比较了不同热电转换技术对系统辐射散热器质量及面积的影响,电功率为5kW时,辐射散热器面积可小到1.2m^2,预估了设计的热管冷却双模式空间堆各部件的质量,反应堆系统总质量小于1 500kg。结果表明,初步设计的双模式空间堆参数满足相关要求。 展开更多

关键词 热管 双模式空间堆 W-uo2陶瓷燃料 氢气

下载PDF 职称材料

预凝胶法碳热还原制备UO_2核燃料微球

14

作者 马涛 郭成初 +2 位作者 陈铭 宋彤 常振旗 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期863-867,共5页

本文采用一种新的凝胶方式结合碳热还原法制备UO_2核燃料微球。研究实现凝胶微球常温条件下的形成以及预凝胶液中的反应物炭黑无需使用表面活性剂即可实现均匀分散。采用包括zeta电位仪、纳米粒度仪等多种技术对产物表征,对预凝胶液中... 本文采用一种新的凝胶方式结合碳热还原法制备UO_2核燃料微球。研究实现凝胶微球常温条件下的形成以及预凝胶液中的反应物炭黑无需使用表面活性剂即可实现均匀分散。采用包括zeta电位仪、纳米粒度仪等多种技术对产物表征,对预凝胶液中的炭黑分散机理和稳定性进行了研究。结果表明:预凝胶微粒与炭黑通过固有电性发生交错式结合而使得炭黑均匀分散。成功制备了密度大于90%理论密度的UO_2燃料微球。 展开更多

关键词 uo2核燃料微球 碳热还原 炭黑分散 预凝胶法

下载PDF 职称材料

大晶粒UO_(2)燃料裂变气体释放行为相场模拟研究

15

作者 刘东昆 王庆宇 +2 位作者 张田 周羽 王翔 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期281-294,共14页

为预测大晶粒UO_(2)燃料中裂变气体的释放行为,从而为事故容错燃料的发展提供支持,本文采用相场模型,对裂变气体在UO_(2)多晶微观结构中的释放行为进行了模拟.该模型采用一组耦合的Cahn-Hilliard方程与Allen-Cahn方程,用守恒场变量表示... 为预测大晶粒UO_(2)燃料中裂变气体的释放行为,从而为事故容错燃料的发展提供支持,本文采用相场模型,对裂变气体在UO_(2)多晶微观结构中的释放行为进行了模拟.该模型采用一组耦合的Cahn-Hilliard方程与Allen-Cahn方程,用守恒场变量表示裂变气体与空位的分布,以及用序参量区分气泡相与基质相.该模型重点考察了不同晶粒尺寸、不同温度条件与扩散系数对裂变气体释放行为产生的影响,展现了气泡的形核、生长、融合等行为,得到了一定程度燃耗深度下燃料的孔隙度、晶界处气泡覆盖率、气泡平均半径等模拟结果.结果表明,温度与扩散系数对孔隙度、晶界处气泡覆盖率的影响较为显著,在扩散系数较大时,晶粒尺寸也会对裂变气体释放行为产生较大影响,扩散系数较小时,晶粒尺寸的影响则不明显.此外,通过该模型得出的高燃耗深度下裂变气体气泡分布状况与实验结果也较为符合,该模型能较好地预测大晶粒UO_(2)裂变气体释放行为. 展开更多

关键词 相场模型 大晶粒uo_(2)燃料 裂变气体释放

下载PDF 职称材料