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源量程中子测量反应堆倍增周期算法研究分析及实现

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核动力工程 2024年第3期45卷 199-205页

作者：朱朝阳常嘉豪王振涛邢桂来李立涛清华大学核能与新能源技术研究院北京100084

反应堆倍增周期是反应堆控制中重要的监测参数,直接反映反应堆功率水平变化快慢,用于判定反应堆是否处于安全可控状态。反应堆源量程中子测量以脉冲计数率表征中子注量率与功率水平,对应的反应堆倍增周期计算较为复杂。采用数字化技术... 详细信息

反应堆倍增周期是反应堆控制中重要的监测参数,直接反映反应堆功率水平变化快慢,用于判定反应堆是否处于安全可控状态。反应堆源量程中子测量以脉冲计数率表征中子注量率与功率水平,对应的反应堆倍增周期计算较为复杂。采用数字化技术提出一种基于最小误差的多点拟合倍增周期数字化实时算法,通过现场可编程门阵列(FPGA)具体实现该算法并开展功能与性能测试。测试结果表明:对于反应堆保护阈值±30 s内的反应堆倍增周期,采用该算法的FPGA能够输出较准确倍增周期计算结果,作为触发安全保护系统的信号。该反应堆倍增周期算法适用于源量程中子测量系统中堆功率变化的实时监测,以保障启堆阶段的安全可控。

关键词：源量程中子测量反应堆倍增周期现场可编程门阵列(FPGA)

高灵敏度内置电容式控制棒棒位传感器静态特性研究

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核动力工程 2024年第1期45卷 194-200页

作者：李彦霖秦本科薄涵亮清华大学核能与新能源技术研究院北京100084

内置电容式控制棒棒位传感器可应用于控制棒水力驱动系统。针对四螺旋电极电容式控制棒棒位传感器,本文对双电容值方法测量控制棒棒位的静态特性进行了研究。通过开展传感器的原理性实验,建立了传感器的计算模型,并进行了数值模拟结果... 详细信息

内置电容式控制棒棒位传感器可应用于控制棒水力驱动系统。针对四螺旋电极电容式控制棒棒位传感器,本文对双电容值方法测量控制棒棒位的静态特性进行了研究。通过开展传感器的原理性实验,建立了传感器的计算模型,并进行了数值模拟结果的实验验证。假定被测杆整体偏心,利用数值模拟方法建立了两组电容值与控制棒棒位的函数关系式,并对该函数关系式进行了误差分析,分析了该关系式对被测杆不同偏转方向和倾斜状态的适用性。研究结果表明,利用双电容值的棒位测量方法,对控制棒棒位的最大测量误差小于±6 mm,传感器灵敏度在0.05 pF/mm量级,能够满足控制棒棒位的实际测量需求。

关键词：控制棒水力驱动系统控制棒棒位电容式传感器

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双光子光刻中感光材料的回顾与挑战(特邀)

中国激光 2024年第12期51卷 254-277页

作者：董芸何向明徐宏清华大学核能与新能源技术研究院北京100084

双光子光刻是一种自上而下的微纳制造技术,具有超越衍射极限的空间分辨率,并且可通过激光直写构建三维立体结构,在微电子器件、微纳光学、生物医药、超材料等领域中都有着难以取代的应用价值。随着应用场景的扩展,双光子光刻胶的发展亟... 详细信息

双光子光刻是一种自上而下的微纳制造技术,具有超越衍射极限的空间分辨率,并且可通过激光直写构建三维立体结构,在微电子器件、微纳光学、生物医药、超材料等领域中都有着难以取代的应用价值。随着应用场景的扩展,双光子光刻胶的发展亟须从聚合物材料扩展到无机、金属等多元材料体系。然而,如何利用引发剂的双光子吸收效应实现新材料的高效光致溶解性变化,以及如何开发新型光刻材料体系以实现更高的空间分辨率、刻写速率,仍是双光子光刻材料领域所面临的挑战。将从双光子感光材料的角度,回顾自由基型、阳离子型等双光子引发剂的分子设计和光敏特性,以及聚合物光刻胶和无机-有机复合光刻胶构建三维结构的策略和材料特点。通过对双光子感光材料中的材料体系、反应机理和引发剂体系的综述,以期为未来双光子光刻材料的选择和设计提供参考。

关键词：双光子光刻微纳制造三维微结构光刻胶光敏剂无机-有机杂化材料

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控制棒水压驱动系统步降过程瞬变流特性分析

清华大学学报（自然科学版） 2024年第10期64卷 1839-1848页

作者：杨林清秦本科薄涵亮清华大学核能与新能源技术研究院北京100084

控制棒水压驱动系统(CRHDS)是一种新型的内置式控制棒驱动技术,主要应用于如NHR200低温供热堆等一体化堆。CRHDS在工作过程中会产生水击现象,导致驱动系统回路和设备振动,干扰仪表工作,需要通过试验和理论模型研究对瞬变流动过程进行分... 详细信息

控制棒水压驱动系统(CRHDS)是一种新型的内置式控制棒驱动技术,主要应用于如NHR200低温供热堆等一体化堆。CRHDS在工作过程中会产生水击现象,导致驱动系统回路和设备振动,干扰仪表工作,需要通过试验和理论模型研究对瞬变流动过程进行分析。该文完成了CRHDS瞬变流动特性试验,分析了步降过程机理;在此基础上建立了驱动系统步降过程瞬变流模型,发现模型计算结果与试验结果符合度较好。进一步将模型应用于热态变驱动压力工况下,结果表明:步降过程中包含1次水击过程,压力衰减速度较快;随着驱动压力的增大,步降前时间逐渐增大,步降时间逐渐减小,步降平均速度和压力波动幅值逐渐增大。该文研究成果可为CRHDS减振设计和运行监测提供依据。

关键词：控制棒水压驱动系统水压缸步降过程瞬变流动水击

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放射性分析中本底对表观计数效率的影响

核化学与放射化学 2024年第3期46卷 240-245,I0003页

作者：冯孝贵袁建华何千舸王建晨陈靖清华大学核能与新能源技术研究院北京100084

在放射性分析中,尤其对低活度样品,样品本底的影响是必须要考虑的一个因素。分析实践中,常常涉及计数效率和本底(准确说是确定性本底)的概念,但很少提到表观计数效率和随机性本底。本工作在介绍相关概念的基础上,利用Excel“随机数发生... 详细信息

在放射性分析中,尤其对低活度样品,样品本底的影响是必须要考虑的一个因素。分析实践中,常常涉及计数效率和本底(准确说是确定性本底)的概念,但很少提到表观计数效率和随机性本底。本工作在介绍相关概念的基础上,利用Excel“随机数发生器”研究了本底(包括确定性本底和随机性本底)对表观计数效率的影响规律。本底的影响分为两个方面:一个是因本底扣除不准确而引入的系统误差,它使所有表观计数效率向同一方向偏离计数效率;另一个是本底波动导致的偶然误差,它使表观计数效率在一定范围内随机波动。不管是哪一种误差,本底对表观计数效率的影响均将随着样品活度的降低而增大。对高活度样品,可以不用区分表观计数效率和计数效率这两个概念,但对低活度样品必须区别使用。在有高活度标准源时,不推荐使用通过测量大量低活度样品来获取计数效率的低效方法,宜通过测量活度足够高的标准样品(即本底影响可以忽略的样品)来获取计数效率。

关键词：放射性分析本底随机性本底计数效率表观计数效率

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负碳排放技术研究现状及进展

洁净煤技术 2024年

作者：翁小涵韩涛冯玮徐冬国家能源集团新能源技术研究院有限公司

负碳排放技术是一种符合净零目标且旨在减少大气中二氧化碳浓度的创新途径，是我国碳中和技术体系的重要组成部分。负碳排放方案是一个多元复杂的体系，其中，直接空气碳捕集与封存（DACCS）和生物质能耦合碳捕集与封存（BECCS）是两类... 详细信息

负碳排放技术是一种符合净零目标且旨在减少大气中二氧化碳浓度的创新途径，是我国碳中和技术体系的重要组成部分。负碳排放方案是一个多元复杂的体系，其中，直接空气碳捕集与封存（DACCS）和生物质能耦合碳捕集与封存（BECCS）是两类与地质封存紧密结合以实现永久减排的关键技术手段。本文综述了快速发展的DACCS和BECCS技术的最新研究进展与应用情况。在DACCS方面，重点介绍了DAC技术的关键材料及工艺技术研究现状，总结国内外主要在运和规划中的DACCS示范项目，分析了未来DAC技术的研究重点方向和规模化应用的可行性。在BECCS方面，着重分析了各BECCS技术路径的发展现状，探讨了在不同生物质能利用场景下部署BECCS技术的可行性，汇总了国内外主要的BECCS示范项目，并展望了BECCS技术未来的发展方向。

关键词：负碳排放技术直接空气捕集生物质能耦合碳捕集与封存二氧化碳捕集与封存

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U(Ⅵ)与二烷基二硫代膦酸配位化学研究

原子能科学技术 2024年第2期58卷 279-288页

作者：隋俏蕊夏田田邓琴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北京102413 清华大学核能与新能源技术研究院北京100084

二烷基二硫代膦酸类萃取剂有优良的三价锕系离子选择性,研究其与锕系离子的配位能够加深对该类萃取剂配位特性的理解。本文通过配合物单晶培养及结构分析、斜率法、拉曼光谱等手段研究了二(2,4,4-三甲基戊基)二硫代膦酸(纯化Cyanex_(3)0... 详细信息

二烷基二硫代膦酸类萃取剂有优良的三价锕系离子选择性,研究其与锕系离子的配位能够加深对该类萃取剂配位特性的理解。本文通过配合物单晶培养及结构分析、斜率法、拉曼光谱等手段研究了二(2,4,4-三甲基戊基)二硫代膦酸(纯化Cyanex_(3)01,HA)及二(2-甲基丙基)二硫代膦酸(HL)与U(Ⅵ)的配位化学。采用缓慢挥发法,成功获得了UO_(2)L_(2)·H_(2)O和UO_(2)L_(3)·(CH_(3))_(2)NH_(2)·H_(2)O两种新的配合物单晶,并测定了其结构及拉曼光谱。在以HA-二甲苯溶液为有机相、1.0 mol/L NaNO_(3)溶液为水相的萃取体系中,萃取U(Ⅵ)分配比与平衡有机相萃取剂浓度及水相酸度的关系表明,尽管萃取过程为阳离子交换,但可能生成两种不同比例的U(Ⅵ)与萃取剂萃合物;负载U(Ⅵ)有机相的拉曼光谱分析结果显示,在U(Ⅵ)浓度相对较低且自由萃取剂浓度较高的平衡有机相中,不含水萃合物占比较高,反之则容易生成水分子与U(Ⅵ)比例为1∶1的萃合物。关联负载U(Ⅵ)有机相、配合物晶体的拉曼光谱以及两种晶体的结构,推测两种萃合物分别为UO_(2)A_(2)·HA和UO_(2)A_(2)·H_(2)O。

关键词： U(Ⅵ) 配位化学二(2,4,4-三甲基戊基)二硫代膦酸二(2-甲基丙基)二硫代膦酸晶体结构

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工业规模核用离心萃取器的水力学和传质性能

化工进展 2024年

作者：段五华孙涛祥郑强清华大学核能与新能源技术研究院

离心萃取器是一种依靠离心力实现两相混合液分相的高效溶剂萃取设备，用于核燃料后处理具有许多优点，被公认是核用萃取设备的发展方向。为实现离心萃取器应用于我国将来核燃料后处理大厂，已研制出转筒直径为150mm且当转速为3000r/min... 详细信息

离心萃取器是一种依靠离心力实现两相混合液分相的高效溶剂萃取设备，用于核燃料后处理具有许多优点，被公认是核用萃取设备的发展方向。为实现离心萃取器应用于我国将来核燃料后处理大厂，已研制出转筒直径为150mm且当转速为3000r/min时分离因数为755的φ150工业规模核用离心萃取器。采用30%TBP/煤油-硝酸溶液萃取体系系统开展了单级和五级串联φ150工业规模核用离心萃取器的水力学和传质性能的实验研究，结果表明，在一定实验条件下，φ150工业规模核用离心萃取器最大处理能力达到1532L/h，且萃取级效率>96%，因此，φ150工业规模核用离心萃取器具有良好的水力学性能和传质性能.同时，其级存留体积为6.33-6.53L。所有这些表明，φ150工业规模核用离心萃取器基本满足核燃料后处理厂对萃取设备的要求，将有良好的应用前景。

关键词：离心萃取器核燃料后处理水力学性能传质性能

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单液滴形成液膜过程研究

原子能科学技术 2024年

作者：刘展位薄涵亮清华大学核能与新能源技术研究院

液滴碰壁形成液膜的过程在能源、航天、化工等领域都很常见，其中核能领域的汽水分离设备中有广泛的液滴壁面形成液膜的现象，但目前对液膜的研究相对较少，且缺少对于液滴碰壁形成液膜的机理研究。本文提出一种根据欧拉壁面液膜模型来... 详细信息

液滴碰壁形成液膜的过程在能源、航天、化工等领域都很常见，其中核能领域的汽水分离设备中有广泛的液滴壁面形成液膜的现象，但目前对液膜的研究相对较少，且缺少对于液滴碰壁形成液膜的机理研究。本文提出一种根据欧拉壁面液膜模型来计算液滴碰壁形成液膜的方法，介绍了液滴形成液膜的计算公式和定义，验证了欧拉壁面液膜模型应用于液膜计算的准确性。最后将方法应用于实际AP1000条件下的液膜计算，分析了不同尺寸的液滴在壁面形成液膜的动态过程，为汽水分离等装置中的壁面液膜计算提供有效的分析工具。研究结果表明，在固定质量流量条件下，随着液滴直径的减小，液膜厚度和液膜速度均会增大。

关键词：液滴欧拉壁面液膜厚度速度