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旋转磁岛对捕获快离子输运影响的研究

核聚变与等离子体物理 2024年第1期44卷 78-84页

作者：赵建华曹锦佳向东戴勇智杨骏辉赵佳蔚杨文军南华大学核科学技术学院衡阳421001 南华大学电气工程学院衡阳421001

采用漂移动理学理论,研究了旋转磁岛与捕获快离子的反弹运动和进动频率(包括极向进动和螺旋进动)之间共振引起的快离子输运。求解捕获离子香蕉轨道回旋心动理学方程,获得了共振和非共振情况下的快离子分布函数。计算了磁漂移、电漂移和... 详细信息

采用漂移动理学理论,研究了旋转磁岛与捕获快离子的反弹运动和进动频率(包括极向进动和螺旋进动)之间共振引起的快离子输运。求解捕获离子香蕉轨道回旋心动理学方程,获得了共振和非共振情况下的快离子分布函数。计算了磁漂移、电漂移和磁岛旋转产生的快离子输运通量。与极向角周期性相关的磁漂移和电漂移产生的输运在磁岛分界线附近存在强烈的流剪切,在磁岛靠近等离子体边界一侧输运向内;磁岛旋转诱发的输运则与磁漂移和电漂移产生的输运相反,在磁岛靠近等离子体边界一侧输运沿径向向外,并起主要作用。当磁岛宽度大于某一阈值岛宽时,捕获快离子输运增长缓慢,趋于饱和。

关键词：捕获快离子旋转磁岛极向进动共振输运

基于RELAP5的双功能液态锂铅实验包层模块安全分析

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原子能科学技术 2013年第11期47卷 2046-2052页

作者：李伟田文喜秋穗正苏光辉西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室核科学与技术系陕西西安710049

利用嵌入了液态锂铅(LiPb)的热工水力子模块的系统程序RELAP5/MOD3,对双功能液态锂铅(DFLL)实验包层模块(TBM)的安全特性进行评价。对DFLL-TBM及其辅助冷却系统的稳态运行工况、预期运行事件和相关事故工况进行了建模、计算和分析。计... 详细信息

利用嵌入了液态锂铅(LiPb)的热工水力子模块的系统程序RELAP5/MOD3,对双功能液态锂铅(DFLL)实验包层模块(TBM)的安全特性进行评价。对DFLL-TBM及其辅助冷却系统的稳态运行工况、预期运行事件和相关事故工况进行了建模、计算和分析。计算结果表明,稳态运行时第一壁(FW)结构材料表面最高温度低于允许值550℃。事故工况下氦气泄漏引起的iter真空室(VV)、窗口设备室(port cell)以及托卡马克冷却水系统大厅拱顶(TCWS vault)的增压均低于iter要求的限值0.2MPa。实验包层钢结构不会熔化且可通过辐射换热有效地导出衰变余热。DFLL-TBM的设计可满足iter对其热工水力安全方面的要求。

关键词： RELAP5 液态锂铅实验包层模块事故工况

基于RELAP5的中国氦冷固态包层真空室外破口瞬态特性分析

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原子能科学技术 2013年第6期47卷 926-932页

作者：王杰苏光辉田文喜秋穗正向斌张国书冯开明西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室陕西西安710049 西安交通大学核科学与技术系陕西西安710049 核工业西南物理研究院四川成都610041

利用RELAP5/MOD3.4对中国氦冷固态包层、氦气冷却剂回路和二次侧水冷系统进行建模和系统热工水力安全评价。依据iter事故分析制定的事故序列,对设计基准真空室外破口进行了瞬态分析,并对比了不同破口位置、面积和停堆方式对第一壁的影... 详细信息

利用RELAP5/MOD3.4对中国氦冷固态包层、氦气冷却剂回路和二次侧水冷系统进行建模和系统热工水力安全评价。依据iter事故分析制定的事故序列,对设计基准真空室外破口进行了瞬态分析,并对比了不同破口位置、面积和停堆方式对第一壁的影响。结果表明:真空室外破口发生在风机的下游较上游危险,且小破口较大破口更危险;若真空室外破口同时包层第一壁破口,也可通过自然循环和辐射换热带走衰变热冷却包层;真空室外破口事故中采用聚变停堆系统的3s停堆方式,可避免第一壁熔化。

关键词：氦冷固态包层冷却系统真空室外破口 RELAP5

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氢化-去氢化法制备铀锆合金粉体

稀有金属材料与工程 2014年第11期43卷 2792-2795页

作者：熊义富张鹏程敬文勇把静文张桂凯中国工程物理研究院四川绵阳621900

铀锆合金粉体是粉末冶金法制备核反应堆用铀合金燃料的原料。采用氢化-去氢化法制备了铀锆合金粉末,用XRD及SEM进行了微观形貌的观察。结果显示,制粉前的预处理相当重要,直接影响铀锆合金的氢化性能;随着氢化-去氢化次数的增加,吸氢量... 详细信息

铀锆合金粉体是粉末冶金法制备核反应堆用铀合金燃料的原料。采用氢化-去氢化法制备了铀锆合金粉末,用XRD及SEM进行了微观形貌的观察。结果显示,制粉前的预处理相当重要,直接影响铀锆合金的氢化性能;随着氢化-去氢化次数的增加,吸氢量随之增加,且活化10次后,吸氢量达到稳定值;在650℃下的去氢化处理后对粉体的XRD及SEM形貌观察表明,U-10%Zr（质量分数）粉体为单纯的？相,没有相的转变,随着氢化-去氢化次数的增加,中间颗粒的粒度（100~150？m）分布所占的比例逐渐升高。

关键词： U-10%Zr合金氢化-去氢化粉体

双冷嬗变包层第一壁热工水力特性数值模拟研究

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原子能科学技术 2011年第4期45卷 421-425页

作者：焦宏田文喜秋穗正苏光辉西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室核科学与技术系陕西西安710049

利用CFX程序对聚变驱动次临界堆嬗变包层第一壁在水冷条件下的热工水力特性进行数值模拟和分析。计算选用PWR典型工况下的水,取嬗变包层第一壁的局部模型,考虑了流固热耦合,重点计算分析了在不同壁面热流密度和冷却剂流速条件下冷却剂... 详细信息

利用CFX程序对聚变驱动次临界堆嬗变包层第一壁在水冷条件下的热工水力特性进行数值模拟和分析。计算选用PWR典型工况下的水,取嬗变包层第一壁的局部模型,考虑了流固热耦合,重点计算分析了在不同壁面热流密度和冷却剂流速条件下冷却剂温度、压降及结构材料最高温度的分布。计算结果显示,当水的入口流速为1～5m/s时,结构材料的最高温度较使用典型工况下的氦气作冷却剂时低16～91K,同时结构材料最大温差降低了12.2%～49.5%。结果表明:水可较好地满足稳态工况下第一壁的换热要求。

关键词：次临界堆双冷嬗变包层水冷温度场压降

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聚变堆包层第一壁流道换热性能研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2015年第11期43卷 110-114页

作者：曹浩然黄荣华孟宪超黎俊亨华中科技大学能源与动力工程学院湖北武汉430074

以聚变堆包层第一壁内流道作为研究对象,设计了以空气为介质的包层第一壁U型流道换热性能实验台架.通过测量第一壁流道沿流动方向的温度和压力分布,研究了在不同管径和雷诺数下,温度、流速和弯头形状等因素对第一壁流道换热性能的影响,... 详细信息

以聚变堆包层第一壁内流道作为研究对象,设计了以空气为介质的包层第一壁U型流道换热性能实验台架.通过测量第一壁流道沿流动方向的温度和压力分布,研究了在不同管径和雷诺数下,温度、流速和弯头形状等因素对第一壁流道换热性能的影响,并与数值模拟结果进行了对比分析.实验结果表明:30mm×30mm最大的U型方管可以在不增加流动阻力的情况下,提高流体与管壁之间换热强度23%,并且通过弯头处渐缩的优化改进可进一步提高换热强度15%,数值分析结果与之也较符合.本研究表明通过改变包层第一壁流道的形状和尺寸可以有效提高第一壁流道的换热性能.

关键词：聚变堆包层换热性能第一壁流道流道

贫铀/聚乙烯交替球壳中裂变反应率的测量与分析

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原子能科学技术 2013年第3期47卷 462-467页

作者：严小松羊奕伟朱通华刘荣鹿心鑫蒋励中国工程物理研究院核物理与化学研究所四川绵阳621900 清华大学工程物理系北京100084

为校验次临界能源堆的概念设计,采用活化法在贫铀/聚乙烯球壳交替装置上开展14MeV中子学积分实验。用HPGe探测器测量238 U(n,f)及235 U(n,f)反应的裂变碎片143 Ce衰变产生的293.3keV特征γ射线,得到装置中与入射D粒子束成90°方向上的23... 详细信息

为校验次临界能源堆的概念设计,采用活化法在贫铀/聚乙烯球壳交替装置上开展14MeV中子学积分实验。用HPGe探测器测量238 U(n,f)及235 U(n,f)反应的裂变碎片143 Ce衰变产生的293.3keV特征γ射线,得到装置中与入射D粒子束成90°方向上的238 U(n,f)及235 U(n,f)反应率分布,相对不确定度为5.1%～6.9%。采用MCNP5程序在ENDF/B-Ⅵ库下进行模拟计算,计算结果较实验结果高约5%。

关键词： 14MeV中子 235U裂变 238U裂变蒙特卡罗模拟

ZrNi基储氢合金表面化学镀钯膜的动力学机制

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稀有金属 2019年第7期43卷 713-718页

作者：向富乐郭秀梅武媛方王树茂蒋利军北京有色金属研究总院能源材料与技术研究所

采用低压吸氢材料吸收产氚装置尾气中微量的氚是捕捉氢同位素的有效方法, ZiNi基吸氢合金(Ti0.1Zr0.9Ni0.6Co0.4)低压循环吸氢性能良好,是一种有希望得到广泛应用的氚处理材料。采用化学镀方法在ZrNi基储氢材料表面制备一层致密钯膜可... 详细信息

采用低压吸氢材料吸收产氚装置尾气中微量的氚是捕捉氢同位素的有效方法, ZiNi基吸氢合金(Ti0.1Zr0.9Ni0.6Co0.4)低压循环吸氢性能良好,是一种有希望得到广泛应用的氚处理材料。采用化学镀方法在ZrNi基储氢材料表面制备一层致密钯膜可使材料在吸氢的同时,阻挡杂质气体(O2, N2)与基体的结合,是氚处理材料表面抗毒化改性的一个重要研究方向。以"敏化-活化"法为化学镀钯前处理工艺,通过超声清洗的方式改善了镀覆基底催化层分布状态,以此为基础进行钯膜镀覆,得到了致密均一的钯膜层。通过扫描电子显微镜(SEM)观察不同处理方式得到的活性催化层形态和不同镀膜反应时间得到的膜层形貌,分析钯膜生长的动力学机制符合"半球面自催化沉积"固/液相反应动力学模型。这对于获取致密均一,厚度适中的抗毒化钯膜层具有重要意义。

关键词： Pd膜氚处理化学镀动力学

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高热负荷作用下钨的热疲劳损伤研究

稀有金属材料与工程 2018年第3期47卷 867-870页

作者：马栋王波王亮汤云晖张丽霞宋雪梅北京工业大学北京100124 航天科工防御技术研究试验中心北京100854

利用实验室自主搭建的电子束热疲劳测试系统,研究了再结晶态钨在功率为141.5 MW/m^2,不同循环次数下热疲劳损伤性能的变化规律。采用扫描电子显微镜(SEM)观测了损伤后表面形貌的变化,采用原子力显微镜(AFM)观测了损伤表面的三维形貌的变... 详细信息

利用实验室自主搭建的电子束热疲劳测试系统,研究了再结晶态钨在功率为141.5 MW/m^2,不同循环次数下热疲劳损伤性能的变化规律。采用扫描电子显微镜(SEM)观测了损伤后表面形貌的变化,采用原子力显微镜(AFM)观测了损伤表面的三维形貌的变化,同时也测出损伤表面粗糙度。采用显微硬度计测试了热疲劳损伤后晶粒表面显微硬度的变化。结果表明:随循环次数的增加,钨热疲劳损伤加剧,当循环1000次时,钨表面已经有熔融的形貌出现;测得损伤表面的粗糙度随循环次数呈近似线性变化;损伤之后的显微硬度先升高后降低,主要是由于存在疲劳硬化的现象。

关键词：再结晶态钨热疲劳损伤粗糙度显微硬度