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钚吸附行为研究进展

核化学与放射化学 2024年第1期46卷 37-45,I0005页

作者：张烨李想王文涛中国原子能科学研究院放射化学研究所北京102413

Pu是一种非常关键的放射性元素,其分离纯化是乏燃料后处理中的核心技术,同时,研究Pu的分离也对环境保护和放射性污染修复具有重要的意义。目前分离纯化Pu的主要方法有沉淀法、萃取法、吸附法等,其中吸附法是分离纯化Pu的重要方法之一。... 详细信息

Pu是一种非常关键的放射性元素,其分离纯化是乏燃料后处理中的核心技术,同时,研究Pu的分离也对环境保护和放射性污染修复具有重要的意义。目前分离纯化Pu的主要方法有沉淀法、萃取法、吸附法等,其中吸附法是分离纯化Pu的重要方法之一。吸附法具有操作简单,吸附速率快等优点,同时吸附材料具有较大的吸附容量、价格低廉等优点。本文根据吸附材料性质的不同,主要从天然矿物、聚合物树脂、无机氧化物、碳材料以及纳米材料等五个方面介绍了国内外对Pu吸附行为的研究进展,总结了不同吸附材料对Pu的吸附能力及其影响因素,讨论了相关吸附机理,对不同材料的优缺点进行了分析;最后,就Pu吸附分离研究和应用存在的问题和未来发展方向进行了分析和展望,以期对包括Pu在内的放射性元素吸附分离研究和应用提供参考。

关键词： Pu 吸附吸附机理吸附分离吸附材料

X射线衍射和TIMA研究陕南镇巴地区富锂黏土岩的矿物组成及锂的赋存状态

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岩矿测试 2024年第1期43卷 76-86页

作者：周伟张嘉升祁晓鹏徐磊杨杰中陕核工业集团地质调查院有限公司陕西西安710100

黏土岩型锂矿作为可利用锂资源的重要组成部分,由于其分布广、储量大而备受关注。陕西镇巴地区晚二叠世吴家坪组新发现黏土岩型锂矿(资源),Li_(2)O最高含量可达0.39%,达到了黏土锂矿的工业指标(0.2%),具有一定的开发利用价值。为了查明... 详细信息

黏土岩型锂矿作为可利用锂资源的重要组成部分,由于其分布广、储量大而备受关注。陕西镇巴地区晚二叠世吴家坪组新发现黏土岩型锂矿(资源),Li_(2)O最高含量可达0.39%,达到了黏土锂矿的工业指标(0.2%),具有一定的开发利用价值。为了查明陕南镇巴地区富锂黏土岩中黏土矿物种类、含量及富锂黏土岩中锂的赋存状态,本文选取陕西镇巴地区富锂黏土岩,通过偏光显微镜鉴定初步查明黏土岩的矿物组成,利用X射线衍射(XRD)、全自动综合矿物分析系统(TIMA)分析技术定量查明富锂黏土岩中黏土矿物及主要元素含量。结果表明:该黏土岩主要由高岭石、铝绿泥石、伊利石、锂绿泥石等黏土矿物以及赤铁矿组成,含少量绿泥石、金红石等矿物。TIMA分析表明样品中锂绿泥石最高含量为8.94%,对应锂含量为0.12%(Li_(2)O含量为0.26%),略低于该样品全岩Li_(2)O含量(0.31%)。锂绿泥石呈丝缕状,不规则粒状,嵌布于一水软铝石、伊利石、铝绿泥石之间。综合研究认为镇巴地区富锂黏土岩中锂主要赋存于锂绿泥石中,其他矿物的锂含量很低。锂绿泥石、伊利石、高岭石等层状结构硅酸岩矿物具有很好的吸附性,锂以Li^(+)形式吸附于黏土矿物中。

关键词： TIMA分析技术富锂黏土岩锂的赋存状态锂绿泥石陕南镇巴地区

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花岗伟晶岩型稀有金属矿床蚀变系统与矿物光谱-地球化学特征耦合性研究——以川西打枪沟矿区为例

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岩石学报 2024年第1期40卷 197-214页

作者：蒋航郭娜张柯凡罗海洋成都理工大学地球科学学院成都610059 数学地质四川省重点实验室(成都理工大学) 成都610059

本文采用短波-热红外光谱联合测量技术+矿物地球化学分析手段,以川西打枪沟花岗伟晶岩型Li-Be稀有金属矿床的13个钻孔岩心样品为研究对象,开展了花岗伟晶岩型稀有金属矿床蚀变系统与矿物光谱-地球化学特征的耦合性研究。结果表明:(1)研... 详细信息

本文采用短波-热红外光谱联合测量技术+矿物地球化学分析手段,以川西打枪沟花岗伟晶岩型Li-Be稀有金属矿床的13个钻孔岩心样品为研究对象,开展了花岗伟晶岩型稀有金属矿床蚀变系统与矿物光谱-地球化学特征的耦合性研究。结果表明:(1)研究区蚀变分带特征表现为(浅→深):白云母→白云母+钠长石→白云母+角闪石+黑云母+其他斜长石,其中Li、Be矿体均赋存于白云母+钠长石蚀变带。(2)白云母矿物地球化学计算结果显示研究区短波白云母(波长小于2200nm),形成压力在0.03~0.25GPa之间,形成深度为1.3~9.6km,相关矿化类型为Li-Be;波长位于2200~2206nm之间的白云母,形成压力在0.16~0.38GPa之间,深度为6.1~14.5km,相关矿化类型为Be;长波白云母(波长大于2206nm)形成压力为0.45GPa,形成深度为17.1km,无矿化。由此认为研究区成矿环境温度在200~500℃之间、压力在0.03~0.34GPa之间、成矿深度在1.3~14.5km之间。(3)与Li矿化相关的白云母波长均小于2200nm,位移处于10nm波动范围,说明Li矿可能形成于岩浆-热液混合期;与Be矿化相关的白云母波长最大值接近2210nm,位移具20nm波动范围,说明Be矿形成更靠近母岩,从岩浆作用后期至岩浆-热液混合期均可形成。(4)应用GF-5B高光谱遥感图像开展不同类型伟晶岩填图,结果显示研究区北部外围找矿潜力巨大,打枪沟矿区成矿母岩为桥棚子岩体。本文以短波-热红外联合测量技术,厘定了不同类型的伟晶岩光谱特征,并通过地球化学等信息确定了伟晶岩型稀有金属矿产遥感信息识别的重要标志。

关键词：川西红外光谱伟晶岩蚀变矿物 Li-Be矿化

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基于平面物相的多种方法连用鉴定显微铀矿物

矿物岩石 2024年第1期44卷 153-161页

作者：范鹏飞黄广文李满根陈念楠彭宝丽金睿东华理工大学江西南昌330013 核工业二三〇研究所湖南长沙410007 青海师范大学青海西宁810008

随着显微技术的发展和铀矿地质工作的日益深入,显微铀矿物、精细铀矿物学的研究越来越重要。本次研究介绍了5种基于平面物相的显微铀矿物鉴定方法,分别为偏光显微镜鉴定法、放射性照相法、α径迹蚀刻法、扫描电镜+电子探针法、X射线荧... 详细信息

随着显微技术的发展和铀矿地质工作的日益深入,显微铀矿物、精细铀矿物学的研究越来越重要。本次研究介绍了5种基于平面物相的显微铀矿物鉴定方法,分别为偏光显微镜鉴定法、放射性照相法、α径迹蚀刻法、扫描电镜+电子探针法、X射线荧光半定量分析法、自动综合矿物分析仪分析法,且这5种方法可以相互连用、相辅相成的鉴定显微铀矿物,从而达到精细、直观的研究显微铀矿物的目的。XRF半定量分析法可帮助鉴定工作者提前了解光薄片中是否含铀矿物,偏光显微镜法鉴定显微铀矿物最基本且必不可少的方法,放射性照相和α径迹蚀刻法能掌握整个光薄片中的铀矿物分布状况、辅助偏光显微镜和扫描电镜鉴定铀矿物,并且为电镜下的原位微区分析提供明确的目标;扫描电镜和电子探针可以做到精细的研究显微铀矿物,与偏光显微镜连用可以直观的研究显微铀矿物;自动综合矿物分析系统结合其他方法可以全面、直观的掌握整个光薄片中的铀矿物。将这五种方法连用、综合应用,可以显著提高显微铀矿物的鉴定效率和水平,并将显微铀矿物的研究推向新的高度。

关键词：显微铀矿物偏光显微镜径迹蚀刻放射性照相扫描电镜综合矿物分析仪

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高可靠安全壳泄漏率测量软件的构建方法

核电子学与探测技术 2024年

作者：滑永振李建发陈广恒张瑞刘红旗中国核电工程有限公司

测控软件作为控制系统的重要组成部分，是核工业生产活动的重要参与者，软件质量成为影响核工业生产的重要因素。当前硬件可靠性工程已经较为成熟，相对而言软件可靠性更难以保证，并且会严重影响整个系统的可靠性。测控软件发生故障，... 详细信息

测控软件作为控制系统的重要组成部分，是核工业生产活动的重要参与者，软件质量成为影响核工业生产的重要因素。当前硬件可靠性工程已经较为成熟，相对而言软件可靠性更难以保证，并且会严重影响整个系统的可靠性。测控软件发生故障，往往直接影响工业生产活动，甚至造成难以估量的损失。作者基于安全壳泄漏率测试软件产品的工程经验，结合大量学者的软件可靠性影响因素分析，提出了基于研发流程控制、可靠性设计的高可靠测控软件构建方法。该构建方法可以为高可靠测控软件的设计提供设计参考。

关键词：核工业测控软件可靠性研发流程控制可靠性设计

Zr-2.5Sn合金高温腐蚀过程的相场模拟

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物理学报 2024年第14期73卷 258-267页

作者：刘续希高士森喇永孝玉栋梁柳文波西安交通大学核科学与技术学院西安710049 西安交通大学陕西省先进核能技术重点实验室西安710049

本工作利用腐蚀电化学计算腐蚀界面能,构建了锆合金腐蚀过程的相场模型.首先,利用所建立的模型模拟了Zr-2.5Sn合金均匀腐蚀过程,模拟结果显示该合金的腐蚀动力学曲线符合立方规律,与实验结果一致.分析发现,在氧化层生成的初期,氧化层生... 详细信息

本工作利用腐蚀电化学计算腐蚀界面能,构建了锆合金腐蚀过程的相场模型.首先,利用所建立的模型模拟了Zr-2.5Sn合金均匀腐蚀过程,模拟结果显示该合金的腐蚀动力学曲线符合立方规律,与实验结果一致.分析发现,在氧化层生成的初期,氧化层生长速率很高,但是受温度的影响不明显;随着氧化层厚度的增长,温度对氧化层生长曲线的影响变大,温度越高腐蚀速率越快.多晶Zr-2.5Sn合金腐蚀行为的模拟结果表明,在锆合金基体晶界处由于具有更大的氧扩散速率,氧化速率加快,并在金属-氧化层界面朝向金属基体一侧形成了沿晶界的具有更高浓度的O^(2–)带,且对氧化腐蚀速率的影响主要表现在氧化初期,相场模拟获得的腐蚀动力学曲线与实验结果符合非常好.

关键词：相场模拟 Zr-2.5Sn 合金腐蚀动力学晶界腐蚀

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湖北庙垭碳酸岩杂岩体中铌赋存状态及富集机制:矿物化学制约

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地球科学 2024年第2期49卷 594-611页

作者：王珂王连训朱煜翔马昌前黄宏业核工业二三〇研究所湖南长沙410007 湖南省伴生放射性矿产资源评价与综合利用工程技术研究中心湖南长沙410007 中国地质大学地球科学学院湖北武汉430074

庙垭碳酸岩杂岩体位于南秦岭武当地块西南缘,主要由富铌、稀土的碳酸岩和正长岩组成,是我国第二大碳酸岩型铌矿床.前人对碳酸岩中稀土元素的矿化机理进行了详细的研究,但铌元素的富集机制还尚未清楚.因此对其开展了详细的岩石学、矿物... 详细信息

庙垭碳酸岩杂岩体位于南秦岭武当地块西南缘,主要由富铌、稀土的碳酸岩和正长岩组成,是我国第二大碳酸岩型铌矿床.前人对碳酸岩中稀土元素的矿化机理进行了详细的研究,但铌元素的富集机制还尚未清楚.因此对其开展了详细的岩石学、矿物学及矿物化学研究.庙垭杂岩体主要由碳酸岩和正长岩组成,碳酸岩多呈岩脉或岩株状侵入正长岩中.庙垭铌-稀土矿床含铌矿物主要有铌金红石、含Nb-Ti-Zr矿物、铌铁矿、富铀烧绿石和铌钛铀矿等.铌金红石和Nb-Ti-Zr氧化物呈自形-半自形,Nb_(2)O_(5)含量较高(分别为1.10%~3.35%和8.58%~18.64%).Nb-Ti-Zr硅酸盐赋存于Nb-Ti-Zr氧化物裂隙内或沿其边缘分布,常与钠长石细脉伴生,Nb_(2)O_(5)含量为1.75%~6.00%.铌铁矿呈它形细粒状结构,空间上与含Nb-Ti-Zr氧化物共生,显示较高的Nb_(2)O_(5)及FeO含量(72.30%~75.75%和18.52%~18.81%).富铀烧绿石呈不规则粒状或者交生结构,具有较高含量的Nb_(2)O_(5)(35.42%~36.45%)和UO_(2)(25.68%~26.76%),高的A位空缺值(0.55~0.74 apfu)和低的Na_(2)O、F含量(低于检测线和0.32%~0.79%).铌钛铀矿呈残骸状或椭圆状假晶,空间上依次伴生赤铁矿和黄铁矿,显著富集Nb_(2)O_(5)、UO_(2)和TiO_(2).(结论).综上,初步认为庙垭碳酸岩杂岩体中铌富集受控于岩浆和热液过程.贫铌矿物和富F矿物在富Nb母岩浆中早先结晶导致残余熔体中Nb含量逐渐升高,最终结晶出铌金红石、Nb-Ti-Zr氧化物、富铀烧绿石、铌钛铀矿.后期富Na、Si、Fe热液沿裂隙交代原生含铌矿物,经活化、迁移、沉淀形成了次生含铌矿物(Nb-Ti-Zr硅酸盐、铌铁矿等).

关键词：庙垭碳酸岩杂岩体铌富集机制结晶分异热液交代岩浆-热液过程矿床学

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基于VAE的核电运行状态监测方法

科学技术与工程 2024年第19期24卷 8109-8114页

作者：易爽贺俊杰郑胜杨森权曾曙光三峡大学电气与新能源学院宜昌443002 三峡大学理学院宜昌443002 中核武汉核电运行技术股份有限公司武汉430074 中核集团核工业仿真技术重点实验室武汉430074

由于核反应堆发电的特殊性,核电厂对于生产安全的敏感度远胜于普通电厂。作为日常运维的重要环节,核电机组运行状态监测,对于核电厂的安全稳定运行具有重要意义。当前核电机组状态监测主要采用预设固定阈值报警结合人工监盘的方式,这种... 详细信息

由于核反应堆发电的特殊性,核电厂对于生产安全的敏感度远胜于普通电厂。作为日常运维的重要环节,核电机组运行状态监测,对于核电厂的安全稳定运行具有重要意义。当前核电机组状态监测主要采用预设固定阈值报警结合人工监盘的方式,这种方式无法发现低于报警阈值的异常状态,同时存在一定程度的漏报风险。核电运行数据作为高维海量时序数据,具有正常样本和异常样本分布不均衡以及数据缺乏标签的问题,这限制了有监督深度学习方法的使用。提出了一种基于变分自编码器(variational autoencoders,VAE)构建的无监督深度学习模型对真实运行数据进行异常检测,通过正常运行数据学习正常模式下数据在隐空间的分布,并基于异常数据无法被良好重构的原理,通过重构误差的大小来判别当前状态是否异常。实验以核电机组化学和容积控制系统(removal-chemical and volume control system,RCV)中的上充泵为例,使用真实运行数据结合插入异常的方式对模型进行了验证,并与经典机器学习方法进行了对比。实验结果表明基于变分自编码器的模型能够有效检测到核电真实数据中的异常数据片段及离群点,检测精确率和召回率均高于90%,检测性能相对孤立森林和支持向量机等经典机器学习算法具有优势,具备一定的实用价值和研究意义。

关键词：核电运行状态异常检测变分自编码器

准噶尔盆地南缘楼庄子地区头屯河组水文地质条件与铀成矿的关系

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地质与勘探 2024年第3期60卷 494-504页

作者：胡志伟张强毛广振陈放核工业二一六大队新疆乌鲁木齐830011

前人在准噶尔盆地南缘楼庄子地区发现头屯河组砂岩型铀矿化,针对该地区铀成矿前景及找矿方向进行了论述,但铀控矿因素尚不明朗。砂岩型铀矿作为一种水成矿产,研究水文地质条件与铀成矿关系对铀成矿规律和找矿靶区的预测至关重要。本文... 详细信息

前人在准噶尔盆地南缘楼庄子地区发现头屯河组砂岩型铀矿化,针对该地区铀成矿前景及找矿方向进行了论述,但铀控矿因素尚不明朗。砂岩型铀矿作为一种水成矿产,研究水文地质条件与铀成矿关系对铀成矿规律和找矿靶区的预测至关重要。本文利用铀矿勘探和煤田钻孔资料,分析了楼庄子地区头屯河组含水层特征并对其进行了划分;通过分析研究区地下水演化特征,推断出铀成矿地质时期;通过分析含水层发育特征(砂岩含水层厚度、沉积特征、砂泥比,连通性、渗透性等)、“天窗”特征,揭示了不同区域水循环交替强度、铀成矿水文地质条件的差异;综合有利成矿信息,预测头屯河组有利成矿的区域和含水层,经过钻孔验证,楼庄子地区中部铀矿化较好,东部次之,西部较差,仅Ⅲ含水层见工业铀矿化,取得了良好的勘探效果。

关键词：铀矿化含水层特征水文地质条件头屯河组楼庄子地区准噶尔盆地