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地下水体系核素化学形态模拟系统软件开发

核化学与放射化学 2024年第2期46卷 177-184,I0006页

作者：张积桥兰友世黄昆张飞天那平陈锦言杨素亮张生栋中国原子能科学研究院放射化学研究所北京102413 天津大学化工学院天津300350 天津大学智能与计算学部天津300350

为评估处置库的安全性,核素化学形态信息是准确预测核素的运移行为研究的前提。鉴于我国核能工业的迅速发展以及建立环境中核素的确认需求,在我国开展处置库周围核素的化学形态研究具有十分重要的意义。针对地下水中元素种态分布的研究... 详细信息

为评估处置库的安全性,核素化学形态信息是准确预测核素的运移行为研究的前提。鉴于我国核能工业的迅速发展以及建立环境中核素的确认需求,在我国开展处置库周围核素的化学形态研究具有十分重要的意义。针对地下水中元素种态分布的研究需求,以JAVA为开发工具、MySQL作为数据库、Tomcat为容器,开发了一套B/S架构的元素种态分布模拟软件。针对模拟计算中遇到的化学反应平衡非线性方程组求解收敛困难的问题,引入了根据化学反应势能求解的方法和反应因子控制迭代步长,实现了对化学反应非线性方程快速地求解,并可拓展多相平衡计算。以塔木素地下水中镎为考察对象,利用所开发化学形态模拟软件(simulation software on chemical species,SSCS)计算环境中镎的形态和量,并对比PHREEQC的计算结果,相对偏差在10%以内,针对环境中痕量元素的分布,提供了理论计算的解决方案。

关键词：化学形态模拟软件 SSCS PHREEQC 镎种态分布软件开发

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MVR低放废液热泵蒸发系统设计及性能分析

广东化工 2024年第11期 98-101页

作者：鄢枭张生栋张昭赵大鹏韩一丹张志良穆建波中国原子能科学研究院

为了研究MVR技术在低放废液中的可行性，构建了系统热力学数学模型，设计了MVR低放废液热泵蒸发系统工艺路线，并进行了AspenPlus模拟分析，根据模拟结果搭建了试验系统台架，分析了系统性能，研究了压缩机压比、蒸发温度、进料温度对... 详细信息

为了研究MVR技术在低放废液中的可行性，构建了系统热力学数学模型，设计了MVR低放废液热泵蒸发系统工艺路线，并进行了AspenPlus模拟分析，根据模拟结果搭建了试验系统台架，分析了系统性能，研究了压缩机压比、蒸发温度、进料温度对系统蒸发量、传热效率的影响。结果表明：设计的MVR热泵蒸发系统连续运行稳定，系统平均蒸发量5.13t/h，每处理1吨模拟料液平均耗电量44.78 kW，净化系数达到1.02×10～6，净化系数达到；蒸汽压缩机压比较低时有助于提高系统的节能效果，但系统蒸发量下降，会增加系统设备腐蚀的风险；系统蒸发量、制热系数受蒸发温度影响较大，随着蒸发温度的升高呈现上升趋势；随着料液温度的升高，系统中二次蒸汽将进料液加热至沸点所需要的热量降低，在增加系统蒸发量的同时降低了能耗。

关键词：低放废液 MVR 热泵蒸发量

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放射性废树脂处理和整备技术进展

环境工程 2023年第4期41卷 225-233页

作者：游新锋张生栋中国原子能科学研究院放射化学研究所北京102413

放射性废树脂的安全处理与处置是影响核能健康、可持续发展的重要因素之一。综述了国际上放射性废树脂处理与整备技术,如水泥固化、化学氧化、焚烧、超临界水氧化、超压处理等,从基本原理、技术特点、二次废物、减容比和应用现状等方面... 详细信息

放射性废树脂的安全处理与处置是影响核能健康、可持续发展的重要因素之一。综述了国际上放射性废树脂处理与整备技术,如水泥固化、化学氧化、焚烧、超临界水氧化、超压处理等,从基本原理、技术特点、二次废物、减容比和应用现状等方面进行了比较分析,明确了当前处理与整备技术的发展理念是实现“废物最小化”和废物处置长期稳定性。其中超临界水氧化、蒸汽重整、冷坩埚等新技术是未来的发展方向。分别指出了其所面临的问题和研究重点。最后,结合实际需要,提出了我国放射性废树脂处理与整备技术的发展思路和重点研究方向。

关键词：废树脂焚烧化学氧化超临界水氧化蒸汽重整冷坩埚等离子体超级压缩

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裂变产物^(90)Rb半衰期测量

原子能科学技术 2023年第8期57卷 1498-1503页

作者：岳远振毛国淑杨磊丁有钱马鹏张生栋中国原子能科学研究院北京102413

^(90)Rb是高产额的短寿命裂变产物,其半衰期是非常重要的核参数。本文采用外标源法,运用同轴HPGeγ谱仪跟踪测量了^(90)Rb的半衰期。通过^(60)Co外标源法消除了测量死时间和脉冲堆积带来的计数修正影响,经过加权线性拟合最终得到^(90)R... 详细信息

^(90)Rb是高产额的短寿命裂变产物,其半衰期是非常重要的核参数。本文采用外标源法,运用同轴HPGeγ谱仪跟踪测量了^(90)Rb的半衰期。通过^(60)Co外标源法消除了测量死时间和脉冲堆积带来的计数修正影响,经过加权线性拟合最终得到^(90)Rb的半衰期为(160.50±0.47)s(±0.29%)。通过数据可靠性检验,证明了所得半衰期值的可靠性;且该值与ENSDF评价值(158±5)s(±3.2%)在误差范围内一致,证明了所得半衰期的准确性。

关键词： 90 Rb 半衰期外标源

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裂变产物Rb半衰期测量

原子能科学技术 2023年

作者：岳远振毛国淑杨磊丁有钱马鹏张生栋中国原子能科学研究院

90Rb是高产额的短寿命裂变产物,其半衰期是非常重要的核参数。本文采用外标源法,运用同轴HPGeγ谱仪跟踪测量了90Rb的半衰期。通过60Co外标源法消除了测量死时间和脉冲堆积带来的计数修正影响,经过加权线性拟合最终得到90Rb的半衰期为(1... 详细信息

90Rb是高产额的短寿命裂变产物,其半衰期是非常重要的核参数。本文采用外标源法,运用同轴HPGeγ谱仪跟踪测量了90Rb的半衰期。通过60Co外标源法消除了测量死时间和脉冲堆积带来的计数修正影响,经过加权线性拟合最终得到90Rb的半衰期为(160.50±0.47) s(±0.29%)。通过数据可靠性检验,证明了所得半衰期值的可靠性;且该值与ENSDF评价值(158±5) s(±3.2%)在误差范围内一致,证明了所得半衰期的准确性。

关键词： Rb 半衰期外标源

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长寿命裂变产物核素核数据测量进展

原子能科学技术 2006年第2期40卷 199-205页

作者：张生栋中国原子能科学研究院放射化学研究所北京102413

文章对与高放废物深地层处置以及分离嬗变相关的半衰期大于10 a、裂变产额高于0.01%的13种长寿命裂变产物核素的半衰期、裂变产额和热中子反应截面的测量研究、数据现状及其进展进行概要评述。就长寿命核素的分离纯化、原子数测定及放... 详细信息

文章对与高放废物深地层处置以及分离嬗变相关的半衰期大于10 a、裂变产额高于0.01%的13种长寿命裂变产物核素的半衰期、裂变产额和热中子反应截面的测量研究、数据现状及其进展进行概要评述。就长寿命核素的分离纯化、原子数测定及放射性活度测量方法和技术进行了分析和论述。

关键词：长寿命裂变产物核素核数据测量进展

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塑料闪烁光纤阵列探测器研制及验证

原子能科学技术 2022年第9期56卷 1952-1957页

作者：马鹏孙宏清党云博宋志君张生栋舒复君中国原子能科学研究院北京102413

为解决污染土壤中^(90)Sr的快速、直接测定难题,研制了塑料闪烁光纤阵列探测器,通过塑料闪烁光纤空间排布设计、多路信号分析逻辑设定,实现从β、γ及宇宙射线信号中甄别出^(90)Sr-^(90)Y衰变的β射线信号,完成了土壤中^(90)Sr的直接测... 详细信息

为解决污染土壤中^(90)Sr的快速、直接测定难题,研制了塑料闪烁光纤阵列探测器,通过塑料闪烁光纤空间排布设计、多路信号分析逻辑设定,实现从β、γ及宇宙射线信号中甄别出^(90)Sr-^(90)Y衰变的β射线信号,完成了土壤中^(90)Sr的直接测量。探测器本底计数率为1.98 s^(-1),^(90)Sr探测效率为1.4%,最小可探测活度为0.18 Bq/g(5 min),测量净计数率与参考土壤^(90)Sr比活度呈线性关系,拟合优度为0.999。测量了极低放污染土壤,通过添加定量的^(90)Sr再次测量方式对结果进行验证,测量值与参考值符合较好。塑料闪烁光纤阵列探测器测量速度快、准确度高,可用于核设施退役、环境普查等大规模土壤样品^(90)Sr快速、直接测定。

关键词：闪烁光纤阵列探测器 ^(90)Sr 土壤

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羧基化氧化石墨烯对Nd的吸附

核化学与放射化学 2022年

作者：陶武清张生栋兰友世杨素亮田国新中国原子能科学研究院放射化学研究所

氧化石墨烯由于具有大的比表面积和丰富的含氧官能团,在水环境治理领域引起了广泛的关注。对氧化石墨烯进行羧基化改性处理,系统地研究了溶液pH、离子强度、反应时间和初始浓度等因素对羧基化氧化石墨烯吸附性能的影响,发现羧基化氧化... 详细信息

氧化石墨烯由于具有大的比表面积和丰富的含氧官能团,在水环境治理领域引起了广泛的关注。对氧化石墨烯进行羧基化改性处理,系统地研究了溶液pH、离子强度、反应时间和初始浓度等因素对羧基化氧化石墨烯吸附性能的影响,发现羧基化氧化石墨烯对Nd具有很强的吸附能力。羧基化氧化石墨烯吸附Nd的速率很快,能在10 min内吸附大部分的Nd,并在30 min内达到吸附平衡,符合准二级动力学模型。吸附性能几乎不受离子强度影响,吸附等温线符合Langmuir模型,说明吸附过程是单层化学吸附。通过羧基化氧化石墨烯材料对Nd的吸附行为研究,为水处理中的稀土元素分离提供一个新的选项。

关键词：氧化石墨烯羧基化稀土元素 Nd 吸附

Ф100冷坩埚玻璃固化高频电源多物理场耦合仿真研究

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原子能科学技术 2023年第6期57卷 1076-1088页

作者：王泽学李玉松朱冬冬张安琪洪业龙浩骑张生栋中国原子能科学研究院北京102413

高频电源是冷坩埚高放废液玻璃固化系统的重要组成部件,但由于每套高频电源参数出厂后参数不可调节且价格昂贵,因此一直未能开展电源参数对冷坩埚的匹配性研究,无法确定高频电源的最优参数组合以及最佳匹配状态。利用价格低廉且参数可... 详细信息

高频电源是冷坩埚高放废液玻璃固化系统的重要组成部件,但由于每套高频电源参数出厂后参数不可调节且价格昂贵,因此一直未能开展电源参数对冷坩埚的匹配性研究,无法确定高频电源的最优参数组合以及最佳匹配状态。利用价格低廉且参数可微调的小型高频电源建立Ф100冷坩埚实验装置并开展电源与埚体的匹配性规律研究是解决上述问题的有效途径,但由于实验变量过多,实验测量可获取的有效数据较少,因此本文开展了Ф100冷坩埚玻璃固化高频电源多物理场耦合的仿真研究,利用COMSOL,以电流强度、频率、线圈匝数等条件为变量开展对熔融玻璃液的温度场、流场及磁场的多场耦合仿真。结果表明,适当增加电流强度和频率可改善熔制能力,适当增加线圈直径、间距、匝数可提高能量利用率,线圈高度处于中部位置偏下可提高温度场磁场分布,圆形线圈及冷坩埚较椭圆形更具优势。与实验结果相比,经过初步电源参数优化后的冷坩埚熔池体积提高了22.8%、平均温度提高了35%,较大幅度地改善了冷坩埚的熔制效果。

关键词： Ф100冷坩埚高频电源 COMSOL 多物理场耦合高放废液