检索结果-南通市图书馆

作者：赵嫚兰州大学

学位级别：硕士

氘氚(D-T)中子发生器作为核技术应用、核材料研发及中子核数据测量的重要实验平台,被广泛应用于核装置研发、材料科学和核医学等领域。氚化锆(Zr T)金属靶膜具有优异的热稳定性、良好的储氢性能成为重要的氚靶候选材料。然而,离子源产... 详细信息

氘氚(D-T)中子发生器作为核技术应用、核材料研发及中子核数据测量的重要实验平台,被广泛应用于核装置研发、材料科学和核医学等领域。氚化锆(Zr T)金属靶膜具有优异的热稳定性、良好的储氢性能成为重要的氚靶候选材料。然而,离子源产生的氘离子、钛离子等多种离子束作用氚靶会改变靶中氢同位素浓度及靶膜微观结构,从而降低D-T中子产额。氚具有放射性,且非常贵重。本工作利用和氚化锆具有相似性质的氘化锆(ZrD)靶膜样品代替氚靶,通过将150 ke V的质子和240 ke V钛离子分别注入ZrD,来模拟研究氘、钛离子束注入对氚靶的影响。在方法上,利用多种离子束分析方法测量了辐照前后靶膜中主要元素的浓度变化,并通过扫描电子显微镜、X射线衍射分析等多种测试方法表征了离子注入前后样品的表面形貌及微观结构变化。从而揭示了不同离子束辐照对靶膜中氢同位素浓度和靶膜辐照损伤的影响及内在机理,为评估和改进靶膜使用稳定性提供了参考依据。主要结论如下:1.质子注入ZrD薄膜诱发氢同位素置换及靶膜辐照损伤行为(1)在较低注量下,注入的H在ZrD薄膜中呈均匀分布;当注量高于1×10 protons/cm时,在辐照损伤严重区域(深度约600～750 nm范围),形成H原子浓度较高的区域,D浓度则在此处出现了急剧的下降。(2)随质子注入注量的增加,ZrD薄膜中的平均D/Zr原子数目比从1.51下降到1.39,而H/Zr则增加到0.626,即材料中发生了H-D置换现象。本工作提出了速率理论模型合理地描述了本实验观察到的氢同位素置换规律。(3)当注量达到1×10 protons/cm(移位损伤为3.6 dpa)时,ZrD表面产生了直径约100μm的圆形剥落区,暴露出Si基底,此时表面粗糙度最大,分析表明这是由大量H扩散到Mo/Si边界并聚集所致。(4)当质子注量大于3×10 protons/cm时,晶格畸变导致部分衍射峰几乎消失,但150 ke V质子注入并没有在ZrD中产生新相。2.钛离子注入ZrD薄膜对氘浓度和材料微观结构的影响(1)钛离子对表面原子的溅射作用导致薄膜表面出现不均匀的凹坑,粗糙度也略有增大。(2)钛离子在注入区呈高斯分布,平均射程约在150 nm处,这与SRIM模拟结果基本一致,表明注入的Ti在材料中无扩散现象。(3)氘在25～200 nm之间的分布基本上均匀,但深度在200 nm以后的氘含量有所降低,并且随着注量越大,前后氘分布的浓度差异越大。(4)随着钛离子注量增加到1×10ions/cm,注入区的钛含量随之增加,且与钛离子注入剂量呈正相关。注入区内D/Zr原子比平均值从1.77下降到1.6左右,这表明钛离子辐照造成了辐照区内氘的释放。(5)当注量大于6×10ions/cm,ZrD样品中出现了新物相分别为Ti D,Ti和TiO。上述研究结果,系统地研究了ZrD靶膜在高注量氘离子、钛离子束注入下的稳定性,以及氢同位素置换行为的物理机制,可为评估和改进氘/氚化锆靶膜使用寿命提供参考依据。

关键词：氘化锆靶膜氢同位素行为离子辐照损伤 D-T中子发生器

极低能区9Be(d,α)7Li反应的研究及激光中子源优化设计

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极低能区9Be(d,α)7Li反应的研究及激光中子源优化设计

作者：黄政林兰州大学

学位级别：硕士

本论文工作主要分为两部分,首先第一部分是关于天体物理学能区Be(d,α)Li反应的S(E)因子的直接测量。铍是原初核合成中重要元素之一,其消耗及产生机制的研究对天体物理学有重要意义,另外其在低能区与聚变燃料的核反应截面对聚变堆的升... 详细信息

本论文工作主要分为两部分,首先第一部分是关于天体物理学能区Be(d,α)Li反应的S(E)因子的直接测量。铍是原初核合成中重要元素之一,其消耗及产生机制的研究对天体物理学有重要意义,另外其在低能区与聚变燃料的核反应截面对聚变堆的升级和发展有较高的参考价值。本论文利用日本东北大学电子光理学研究中心的低能强流加速平台测量了d-Be反应在66-94 ke V能区的出射离子能谱并且统计了Be(d,α)Li与Be(d,α)Li反应道对应的厚靶产额,实验中氘离子束流的能量步长为2 ke V。在数据分析部分利用薄靶产额公式计算得到了区间内上述两反应在各能量点的S(E)因子,并且通过厚靶产额公式得到了在该能区的S(E)因子表达式,最后利用AZURE2软件结合高能区数据对本次实验数据进行R-矩阵拟合分别得到了两个反应道的S(0)。第二部分内容则是利用模拟手段针对激光中子源的优化设计,激光驱动的快中子源具有脉冲短,尺寸小,通量高等特点,在物理学领域有广泛的应用前景。本文通过Geant4模拟已知能谱的p/d轰击反应体靶(CD、Li D、Li T和Li F),其中p/d能谱来源于中物院八所相关人员在神光Ⅱ升级装置上开展的实验。本论文通过模拟分别得到了每种束靶组合的中子能谱、角分布以及前向中子的产额。通过比较,对于两种离子的总中子产额而言Li T靶得到的中子产额都是最高的。为了确定Li D靶中相对于Li F靶额外的中子来源,我们利用CD靶代替Li D,并从多个角度分析了额外中子来源。最后经过对不同厚度的p-Li D方案进行模拟,本工作得到了最优的Li D靶厚度约为7.57 mm。综上所述,本工作:1.首次报道了66-94 ke V能区内Be(d,α)Li与Be(d,α)Li反应道的S因子表达式;2.通过R-矩阵拟合并外推计算得到了Be(d,α)Li与Be(d,α)Li反应道的S(0)分别为2.799 Me V·b与17.35 Me V·b;3.通过模拟不同束靶组合的核反应过程最终得到厚度为7.57 mm的LiD靶可能是LiD方案的最优靶参数。

关键词：天体物理学垒下融合反应激光中子源

用于放射治疗快速质量保证的荧光探测器设计与验证

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用于放射治疗快速质量保证的荧光探测器设计与验证

作者：康宇杰兰州大学

学位级别：硕士

当今,癌症仍是全球范围内导致人类死亡的首要原因,对国家和社会的发展造成了不小的阻碍。这种情况在我国同样严重,我国的癌症发病人数和死亡人数均位居世界前列,并且表现出持续增长的态势。面对如此巨大的癌症负担,开发切实有效的预防... 详细信息

当今,癌症仍是全球范围内导致人类死亡的首要原因,对国家和社会的发展造成了不小的阻碍。这种情况在我国同样严重,我国的癌症发病人数和死亡人数均位居世界前列,并且表现出持续增长的态势。面对如此巨大的癌症负担,开发切实有效的预防、治疗手段刻不容缓。放射治疗技术作为治疗癌症的三大主流方法之一,是最重要的局部治疗手段。这种方法通过在放射治疗射线在肿瘤靶区沉积能量破坏肿瘤细胞的DNA结构,从而杀死细胞。目前用于放射治疗的射线大致分两类,一类是光子束,包括X射线、γ射线等;另一类是粒子束,包括质子束、重离子束等。光子束用于放射治疗时,剂量主要沉积在靠近皮肤组织的位置,因此适用于较为浅表的肿瘤的放射治疗。相较于光子,质子和重离子由于其特殊的物理学特性和生物学特性,主要在介质中的射程末端沉积大部分能量,并且可以通过调节束流的能量使质子、重离子束的Bragg峰与肿瘤的位置相重合,从而达到理想的治疗效果。在放射治疗中,为了确保给予肿瘤靶区足够的剂量,同时尽量避免靶区之外的其他组织受到超出安全范围的剂量,对于束流和放射治疗相关设备的质量保证工作也是十分必要的。其中,加速器输出射线的能量精度是重要的测试内容。目前,常用于束流能量测试的工具是三维水箱配合电离室。这种方法测量准确、精度高;但是耗时费力,效率低下。本文提出了一种可以快速进行束流能量测试的荧光探测器方案。方案基于闪烁体在放射治疗束流照射下发出荧光的特性,使用CMOS相机在薄层闪烁体侧方获得荧光强度分布图像,通过对图像的分析快速得到束流在闪烁体材料中的深度剂量分布,进而评估束流的能量。首先,依据该方案进行了材料选型、尺寸计算、工程制图和设备加工。确定设备用料和相关尺寸后,分别通过蒙特卡洛模拟和束流实验的方法验证荧光探测器的性能。束流条件也包括直线加速器产生的X射线和同步加速器产生的碳离子束。蒙特卡洛模拟使用以Geant4软件为内核的Gate模拟软件,分别模拟了荧光探测器在X射线和碳离子束两种束流下的响应情况。在X射线下,分别模拟了两个不同大小的照射野下束流在闪烁体材料中的深度剂量分布。在碳离子束下,分别模拟了不同照射条件下碳离子束在闪烁体材料中的射程。模拟结果表明,荧光探测器能够在上述条件下均能得到与理论相符结果。完成蒙特卡洛模拟后,荧光探测器通过束流实验进做了进一步的验证工作。首先是在X射线下的束流实验,实验分为两个部分,一个是X射线在闪烁体材料中的深度剂量分布曲线的获取,以及和蒙特卡洛模拟结果的对比;另一个是梯度剂量照射实验和剂量率依赖性实验。通过实验证明了荧光探测器获取深度剂量分布的准确性、对照射剂量响应的线性以及对剂量率的非依赖性。为了扩展荧光探测器的应用场景,还进行了X射线下三维剂量分布的重建实验。通过移动荧光探测器在照射野的不同位置获取断层荧光图像,然后通过三维重建的方法得到完整的三维立体结构。这一实验开发了荧光探测器新的用途,也为获取束流的三维剂量分布提供了新的方法。本文最后进行了荧光探测器在碳离子束下的束流实验。利用荧光探测器在均匀照射野和笔形束扫描条件下,对不同能量碳离子进行了实验测量。实验结果表明可清晰地从探测器获取的荧光图像上观察到碳离子的Bragg峰。同时对比了相同条件蒙特卡洛模拟得到的结果,结果表明荧光探测器测量的碳离子束在闪烁体材料中的Bragg峰位深度与蒙特卡洛模拟计算的结果存在一定的差异,这主要是由于模拟的束流条件和实际情况存在一定的差异,但不同照射条件下的差异是基本一致的。本文通过蒙特卡洛模拟和束流实验的方法证明了提出的荧光探测器方案能够在X射线和碳离子两种束流下准确、快速地获取射线在闪烁体材料中的深度剂量分布。并且能够在X射线下通过获取断层图像的方法进行三维剂量分布的重建。为建立一种基于荧光探测器进行放射治疗束流性能快速质量保证的测量方法打下了坚实的基础。

关键词：质量保证荧光探测器碳离子 X射线蒙特卡洛模拟

在载体金属材料Ag、Be、Rh、Zr、Sm和Dy中低能区D（d，p）T反应的研究

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在载体金属材料Ag、Be、Rh、Zr、Sm和Dy中低能区D（d，p）T反应的...

作者：陈建勇兰州大学

学位级别：硕士

在天体物理感兴趣的远低于库仑势垒的能区,带电粒子的反应截面随能量降低而近似指数的急剧下降,这就使得在这一能区带电粒子核反应截面极难测量。通过实验研究发现,超低能区的氘氘聚变反应的反应截面随反应环境(各种载体金属材料)的改... 详细信息

在天体物理感兴趣的远低于库仑势垒的能区,带电粒子的反应截面随能量降低而近似指数的急剧下降,这就使得在这一能区带电粒子核反应截面极难测量。通过实验研究发现,超低能区的氘氘聚变反应的反应截面随反应环境(各种载体金属材料)的改变有非常明显的不同,这主要是由于在金属载体材料中受到屏蔽效应影响而引起的。为了研究载氘金属材料对超低能区的氘氘聚变反应的屏蔽效应,我们在日本东北大学核科学实验室的低能强流加速器上对不同金属材料中的氘氘聚变反应进行了系统测量。本文工作主要是研究在银,铍,铑,锆,钐,镝等载氘金属材料中10到20 keV(实验室系能量)能区的氘氘聚变反应。我们得到了以上六种金属的屏蔽势能依次分别是146±18 eV,163±25 eV 313±48 eV,711±110eV 520±56 eV,395±35 eV,同时根据探测到的D-D反应产生的质子产额推导出了在该能区载体金属材料环境中的相对质子产额。同时,我们还结合国际原子能机构公布的氘氘聚变反应截面的编评数据,得出氘氘聚变反应在以上金属中的激发函数。通过这一激发函数与氘氘聚变反应在气体靶中激发函数的比较,我们发现在金属环境中氘氘聚变反应的反应截面相对于在气体靶中有明显的增大。

关键词：氘氘聚变反应屏蔽势能增强因子反应截面

高电荷态离子在固体表面的势能沉积及其溅射出的粒子能量研究

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高电荷态离子在固体表面的势能沉积及其溅射出的粒子能量研究

作者：杨桂霞兰州大学

学位级别：硕士

近年来,高电荷态离子源、表面探测技术、超高真空(Ultra High Vacuum)技术和其他实验条件的发展为研究高电荷态离子与固体相互作用提供了很好的条件。高电荷态离子与固体相互作用时不仅会产生各种粒子溅射,如电子、原子、离子团等,还会... 详细信息

近年来,高电荷态离子源、表面探测技术、超高真空(Ultra High Vacuum)技术和其他实验条件的发展为研究高电荷态离子与固体相互作用提供了很好的条件。高电荷态离子与固体相互作用时不仅会产生各种粒子溅射,如电子、原子、离子团等,还会改变固体表面局部区域的物理化学结构从而形成纳米缺陷。低速高电荷态离子与固体表面相互作用时只在表面产生纳米缺陷而对内部结构不会产生任何影响,因此高电荷态离子被认为是一种极具潜力的材料表面改性工具。本文采用Ar离子轰击高定向石墨(Highly Oriented Pyrolytic Graphite,HOPG)样品,通过扫描隧道显微镜(Scanning Tunnel Microscope,STM)观测样品表面产生的纳米缺陷,对这些纳米缺陷尺寸进行统计得出每种离子产生的纳米丘直径和高度的平均值。高电荷态离子Ar与高定向石墨表面相互作用时,离子的动能和势能对纳米丘的形成都有贡献,并且势能起主导作用。根据库仑爆炸模型,通过本实验以及相关实验,我们对高电荷态离子轰击固体表面产生二次离子所沉积在固体表面的势能做一个理论分析并给出相应的势能沉积份额。相对于不同的材料和入射离子组合,其势能沉积份额都不相同。在上述实验和理论分析的基础上,可以粗略估计出U轰击含氘靶溅射出来的氘粒子的能量。以前的许多实验表明,二次溅射离子的能量除和高电荷态离子的性质有关外,也和靶材料的性质有关。我们的研究就是希望发现入射离子和靶材料的性质对二次溅射离子能量的影响。在对各种含氘靶材料的分析中,发现有些靶材料中溅射出的氘离子最大动能超过10 keV。对于10 keV动能的氚核,D-D反应截面已经足够产生连续的核聚变。

关键词：低速高电荷态离子电子束离子源(EBIS) 扫描隧道显微镜(STM) 库仑爆炸纳米丘势能效应核聚变

Hf、Lu、Yb的放射性同位素生成方法研究

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Hf、Lu、Yb的放射性同位素生成方法研究

作者：杨少波兰州大学

学位级别：硕士

放射性核素被广泛应用于社会的各个领域,在农业、工业、医学以及国防等领域发挥着不可替代的作用。早期主要从自然界中获得放射性核素,随着加速器和反应堆的发展,利用其获得放射性核素成为主要途径。加速器生成、研究放射性同位素有着... 详细信息

放射性核素被广泛应用于社会的各个领域,在农业、工业、医学以及国防等领域发挥着不可替代的作用。早期主要从自然界中获得放射性核素,随着加速器和反应堆的发展,利用其获得放射性核素成为主要途径。加速器生成、研究放射性同位素有着反应堆所不具有的优点,如可以方便地生成短寿命的放射性核素,可以对短寿命的放射性核素进行研究,而备受关注通过文献调研并结合国内现有的实验条件,本论文确定了天然Yb的α融合反应和天然Hf的中子活化反应生成放射性核素。实验中采用CS-30等时性回旋加速器产生的α粒子轰击天然Yb靶,得到了多种放射性同位素。为了减小65Zn和67Ga等杂质对测量的影响,采用放射化学的方法对辐照后的靶片进行了分离和提纯。同时,利用强流中子发生器产生的14 MeV中子活化天然Hf样品,得到了Hf、Lu等放射性同位素,并对辐照后的样品进行了连续跟踪测量。在测量了辐照的样品后,得到了部分放射性核素的大量信息。分析了天然Yb的α融合反应生成的175Hf、173Hf、172Hf、173Lu、172Lu、和175Yb的γ射线分支比、半衰期、产额以及生成截面,并与***小组的实验数据进行了对比。分析了中子活化得到的175Hf、173Lu、和181Hf三种放射性核素,得到了这三种核素的分支比、半衰期、产额以及生成截面,并与数据库中的数据进行了比较。本工作为今后在加速器上实验和生产放射性同位素提供了可借鉴的实验数据及方法。

关键词：放射性核素生成方法 α融合反应中子活化反应

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啤酒酵母对放射性元素铀的吸附机理研究

啤酒酵母对放射性元素铀的吸附机理研究

作者：周小娇兰州大学

学位级别：硕士

放射性元素污染的问题从我国建国初期开始就一直存在,我们也一直致力于研究不同的方法以改变这种状态,但是直到现在,核能生产过程与放射性元素的产生依然没有达到一个平衡状态,本论文以研究微生物处理放射性元素机理为出发点,以微生物... 详细信息

放射性元素污染的问题从我国建国初期开始就一直存在,我们也一直致力于研究不同的方法以改变这种状态,但是直到现在,核能生产过程与放射性元素的产生依然没有达到一个平衡状态,本论文以研究微生物处理放射性元素机理为出发点,以微生物吸附技术的推广为目的,主要的工作分为以下四个方面：1.确定WGJ-Ⅲ型微量铀分析仪测量铀浓度的条件为：样品pH为3-11,荧光增强剂500u1,并且环境温度变化时,需对测出的铀浓度进行校正。2.研究吸附时间、菌浓度、pH、离子强度对活细胞及经过高压灭菌处理后的死细胞吸附铀的影响,确定最佳吸附条件。揭示了死细胞状态下的啤酒酵母吸附水溶液中的铀更为突出,推测可能是高压灭菌使死细胞膜通透性改善的结果,并发现高浓度NaN03对啤酒酵母吸附铀存在明显的抑制作用。3.对活细胞及死细胞的吸附动力学及吸附平衡的研究结果显示两者对铀吸附的动力学过程均符合伪二阶动力学模型;活细胞吸附铀的平衡数据符合Freundlich模型,而Langmuie模型对死细胞吸附铀的平衡数据的拟合要优于Freundlich模型,据此结果推测死细胞表面吸附位点均匀,而活细胞对铀的吸附则是一个复杂的混合作用过程。4. TEM、EDS及FTIR对最佳条件下吸附后的活、死细胞进行表征。TEM与EDS研究的初步结果显示吸附后细胞壁周围出现的纤维状沉积物为含有铀的某种化合物。FTIR分析结果确定啤酒酵母对铀的吸附机制中亦包含了羧基、羟基、磷酸及酰胺官能团等与铀酰离子的相互作用。

关键词：生物吸附啤酒酵母铀 TEM EDS FTIR 吸附机制

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基于创新驱动的生产性服务业集群升级研究

基于创新驱动的生产性服务业集群升级研究

作者：康云鹏西安工程大学

学位级别：硕士

生产性服务业作为制造业生产过程中与制造业直接相关的配套服务业,在区域分工体系中处于价值链高端,是各地区经济增长的主要推动力。生产性服务业在发展过程中通过集群的形式,不仅可以改善自身竞争优势,而且地区的经济发展具有非常重要... 详细信息

生产性服务业作为制造业生产过程中与制造业直接相关的配套服务业,在区域分工体系中处于价值链高端,是各地区经济增长的主要推动力。生产性服务业在发展过程中通过集群的形式,不仅可以改善自身竞争优势,而且地区的经济发展具有非常重要的作用。然而我国生产性服务业集群处于价值链低端,存在创新能力差且集群之间关联度低等问题。在创新驱动战略下,研究如何实现生产性服务业集群升级,对于提升工业生产效率、推动产业竞争力具有重要作用。本文首先通过文献收集的方式把有关产业集群、集群升级、创新驱动和生产性服务业集群的相关理论文献进行收集和整理,并将创新驱动与集群升级联系起来,探讨两者之间的关系,提出从创新驱动角度分析生产性服务业集群升级的必要性。其次,本文从创新驱动内涵的角度认为创新驱动是由科技创新、制度创新和协同创新共同组成的一个完整的体系,在参考生产性服务业集群升级内涵的基础之上提出生产性服务业集群升级机理,认为生产性服务业集群升级最重要的就是要提高集群的创新能力,而且认为生产性服务业集群由一般集群发展成创新集群也是产业集群升级的方向之一。再次,探索分析创新驱动生产性服务业集群升级的作用机制,认为科技创新分别通过知识创新和技术创新实现生产性服务业的集群升级;协同创新一方面通过作用于科技创新来提高集群创新能力,另一方面通过推动创新集群的形成来实现生产性服务业集群升级;制度创新通过为生产性服务业集群升级营造良好的创新环境以及提供基础保障来推动集群升级的实现。然后,通过实证分析验证创新驱动对生产性服务业集群升级的影响,发现科技创新、协同创新和制度创新都可以在一定程度上对生产性服务业集群创新能力的提高发挥作用,推动生产性服务业集群升级的实现。最后,以陕西省为例,通过对比中、东、西部三个省份,分析陕西省生产性服务业、生产性服务业集群以及创新驱动现状及存在问题。针对性的提出陕西省生产性服务业集群升级的对策建议。

关键词：生产性服务业集群集群升级创新驱动机制分析

CPR1000压水堆核电站辐射源项研究分析

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CPR1000压水堆核电站辐射源项研究分析

作者：张志强兰州大学

学位级别：硕士

十八大以来,国家高度重视环境保护和生态治理,发展清洁能源成为了当今社会必然的选择。核能作为安全、清洁和高效的能源,自然成为了国家发展清洁能源政策的主要举措之一。核电站的蓬勃发展给我们带来了巨大的能源供应,但与此同时,也产... 详细信息

十八大以来,国家高度重视环境保护和生态治理,发展清洁能源成为了当今社会必然的选择。核能作为安全、清洁和高效的能源,自然成为了国家发展清洁能源政策的主要举措之一。核电站的蓬勃发展给我们带来了巨大的能源供应,但与此同时,也产生着核辐射风险。如何降低核电站的辐射水平,进而降低核电站从业人员的受照剂量,这是核电站一直追求的安全目标之一。经过运行实践经验的总结,降低核电站工作人员的受照剂量,最根本的方法就是通过辐射源项控制,从源头上、整体上降低机组的辐射水平。为了能够降低CPR1000核电机组辐射水平,故开展此项辐射源项研究分析相关工作。结合CPR1000压水堆核电机组实际生产运营情况,本文研究的内容主要有两个:***1000压水堆核电站的辐射源项组成;***1000压水堆核电站辐射源项的控制方法。通过核电站实际工作经验的总结和相关理论知识的学习,总结出以下结论:1.裂变产物辐射源项和活化产物辐射源项组成了CPR1000压水堆核电站的辐射源项。裂变产物是最大的辐射源,也是最初的辐射源,正常运行工况下,由于受时间和空间的限制,裂变产物对一回路的辐射源项影响不大,对集体剂量的贡献相对较小。活化产物是一回路及其辅助系统主要的辐射源,也是CPR1000压水堆核电站集体剂量的主要贡献者。2.降低裂变产物对机组辐射源项的影响,最重要的方法之一就是降低燃料组件包壳发生破损的几率和破损的严重程度。3.控制活化产物的产生和有效去除已产生的活化产物,是降低机组辐射水平的主要方法。控制活化产物的措施主要有:1)一回路及辅助系统尽可能使用含钴、镍、银量低的材料,从源头减少可活化的物质的量;2)通过物理或化学的手段,控制一回路(尤其堆芯)的高放射性物质迁移至其他辅助系统,并通过物理或化学的手段(例如过滤、净化、p H值优化等)去除一回路的活产产物和未被活化的腐蚀产物。通过对CPR1000压水堆核电站辐射源项的研究分析,掌握了控制辐射源项的基本方法,但对具体的措施研究的还不够深入。本人在今后的工作学习中,对辐射源项研究分析的方向主要有两个:1.对现有源项控制措施的深入研究,例如一回路腐蚀产物产生量与p H值、温度、压力的关系;一回路及辅助系统设备材料成分的深入调研和替代材料的研究等。2.国内外先进辐射源项控制技术的学习和尝试应用,例如燃料组件的超声波去污技术等。

关键词：辐射源项腐蚀裂变活化核素

伽马射线辐照三元硼硅酸盐玻璃引起的宏观性能及微观结构变化研究

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伽马射线辐照三元硼硅酸盐玻璃引起的宏观性能及微观结构变化研究

作者：王天天兰州大学

学位级别：硕士

核电作为清洁高效的能源目前被广泛使用,但是在核电生产过程中产生的放射性活度较强、半衰期较长的放射性废物对生物圈有较大的危害,因此如何安全处置这种高放射性废物成为制约核电发展的一项重大因素。目前,国际上普遍采用深地质处置... 详细信息

核电作为清洁高效的能源目前被广泛使用,但是在核电生产过程中产生的放射性活度较强、半衰期较长的放射性废物对生物圈有较大的危害,因此如何安全处置这种高放射性废物成为制约核电发展的一项重大因素。目前,国际上普遍采用深地质处置的方法来长期储存高放废物,即将高放射性废液固化后长埋于深层地表下。钠硼硅酸盐玻璃作为防止放射性核废物泄露的第一道屏障,研究不同组分的该候选材料在射线照射后的辐照效应对放射性废物的安全地质处置具有重要的指导和借鉴意义。在长期地质处置过程中,伽玛射线贯穿整个过程,钠硼硅酸盐玻璃作为固化体材料,因此很有必要研究γ射线对钠硼硅酸盐玻璃产生的影响。本论文中,首先利用伽玛射线辐照了两种组分的钠硼硅酸盐玻璃(NBS2和NBS8),吸收剂量范围为0-1×10Gy。然后我们借助纳米压痕技术、紫外光谱(UV-Vis)手段、荧光光谱手段(PL)以及拉曼光谱手段(Raman)分别进行了辐照对玻璃样品的相关影响研究。结果发现:(1)与前人研究结果不同,我们发现γ射线辐照后,NBS8玻璃的机械性能有略微上升趋势,通过分析讨论得到:γ射线吸收剂量达到某一阈值后会影响硼硅酸盐玻璃的网络形成体结构,具体与[BO]单元有关,从而使得玻璃硬度出现了变化。(2)通过紫外光谱分析,可以看到随着吸收剂量的增加,样品的带隙(E)变小,同时Urbach能量(E)增大,这反映了γ射线辐照后钠硼硅酸盐玻璃内部结构发生变化,产生了缺陷,使得玻璃长程无序度进一步增大。本论文中将详细讨论引起E和E变化的机制。(3)通过对γ射线辐照的NBS2玻璃和NBS8玻璃的荧光光谱进行高斯拟合,我们得到了非桥氧空位缺陷(NBOHC)的浓度随吸收剂量的变化关系,发现该缺陷浓度在γ射线吸收剂量达到1.0×10Gy后就迅速呈指数趋势开始增长。本论文不仅对该缺陷的产生机理进行了讨论,而且得出玻璃内部无序度的增加即E的增大与NBOHC的产生有关联。(4)通过拉曼光谱分析,我们得到了另外一个表征结构无序度的参数——Noise,我们发现随着吸收剂量的增大Noise也在逐渐增大,特别是,当吸收剂量达到1.0×10Gy之后,Noise随吸收剂量呈指数变化;而且我们也发现了Noise和代表结构无序度的参数—E呈现线性变化趋势,进一步反映辐照导致玻璃内部无序度的增大。本论文对三元钠硼硅酸盐玻璃的γ射线的辐照效应进行了相关研究,主要是辐照后宏观机械性能以及微观结构的变化,并对比了Xe离子辐照后三元钠硼硅酸盐玻璃硬度变化的具体情况,得到了钠硼硅酸盐玻璃硬度在辐射环境下变化的微观机理:当能量沉积达到某一阈值后,玻璃材料的网络形成体结构——[BO]单元结构发生了变化,从而玻璃样品的硬度被改变了。本论文的研究成果对于设计出性能更好的固化体玻璃以及对于评估深地质处置过程中玻璃固化体的某些宏观性能情况给予了一定的借鉴意义。

关键词：高放射性废物三元硼硅酸盐玻璃 γ射线辐照效应微观结构