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干法后处理熔盐电解精炼过程数学模型研究

原子能科学技术 2024年第1期58卷 23-32页

作者：王赛林如山李康祎钟振亚钱宾杰张磊唐洪彬中国原子能科学研究院放射化学研究所北京102413

熔盐电解精炼是乏燃料干法后处理的核心工艺单元,通过数学模型探索高温熔盐电解精炼过程的化学与电化学变化,可为电解精炼工艺优化和设备设计提供参考依据。本文基于电化学热力学及物质传递公式建立了乏燃料熔盐电解精炼过程的数学模型... 详细信息

熔盐电解精炼是乏燃料干法后处理的核心工艺单元,通过数学模型探索高温熔盐电解精炼过程的化学与电化学变化,可为电解精炼工艺优化和设备设计提供参考依据。本文基于电化学热力学及物质传递公式建立了乏燃料熔盐电解精炼过程的数学模型,以铀钚锆三元合金燃料为研究对象,计算了燃料中关键元素的电极电势、分电流及物料分布随时间的变化。采用向后差分法对物料分布变化方程进行离散,通过文献实验数据对建立的数学模型进行了准确性验证。结果表明,模拟计算所得阴极沉积铀产品与实验数据的相对误差为2.80%,所建数学模型具有较好的拟合性。同时采用所建模型模拟计算了电流强度对乏燃料电解精炼过程的影响,结果表明电解速率与电流强度呈正比,不改变钚铀锆的溶解和沉积顺序。

关键词：乏燃料干法后处理熔盐电解精炼数学模型物料分布变化

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γ能谱法测量分析阀门中铀滞留量技术研究

原子能科学技术 2024年第2期58卷 489-497页

作者：王晶何丽霞邵婕文李育蓉中国原子能科学研究院放射化学研究所北京102413

定量测量工艺设备中的滞留量是核设施核材料测量的技术难点之一,对辐射防护、核材料临界安全和核材料闭合衡算具有重要意义。在核材料工艺生产线上,阀门与管道的连接方式不利于取样,因此,非破坏性分析方法更适合用于开展阀门中滞留量的... 详细信息

定量测量工艺设备中的滞留量是核设施核材料测量的技术难点之一,对辐射防护、核材料临界安全和核材料闭合衡算具有重要意义。在核材料工艺生产线上,阀门与管道的连接方式不利于取样,因此,非破坏性分析方法更适合用于开展阀门中滞留量的测量。本文采用无源效率刻度,针对球阀和蝶阀这两种最常见的阀门,建立了探测器全能峰绝对探测效率分析模型。运用坐标变换方法,实现了阀门分析模型的快速建立。在实验室条件下采用标准点源和铀样品进行了初步验证,铀样品中235 U含量的测量分析结果和标称值的相对偏差小于15%。坐标变换方法可快速准确地建立各种类型阀门的分析模型,为测量分析模型的建立提供了简便易行的解决方案。

关键词：滞留量阀门蒙特卡罗模拟 γ能谱法

传统铀水冶工艺对稀土元素分布模式的影响及其在核法证中的应用

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原子能科学技术 2024年第1期58卷 33-39页

作者：何欢赵兴红姜小燕赵立飞李力力中国原子能科学研究院放射化学研究所北京102413

从生产过程的角度研究了稀土元素分布模式在核法证溯源中的适用性。通过跟踪调查某传统铀水冶厂从铀矿石到重铀酸钠的生产过程,在低本底(<0.512 ng/mL)、低检出限(<0.007 5 ng/mL)的实验条件下,对铀矿石、澄清浸出液、萃余液和重铀酸钠... 详细信息

从生产过程的角度研究了稀土元素分布模式在核法证溯源中的适用性。通过跟踪调查某传统铀水冶厂从铀矿石到重铀酸钠的生产过程,在低本底(<0.512 ng/mL)、低检出限(<0.007 5 ng/mL)的实验条件下,对铀矿石、澄清浸出液、萃余液和重铀酸钠样品进行了前处理后,采用TRU树脂分离稀土元素、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定稀土元素的含量,并绘制了稀土元素分布模式图。结果表明,上述4种样品整体上都是轻稀土富集,Eu亏损明显,稀土元素分布总体呈右倾斜深谷状。这说明经历了传统铀水冶工艺的铀材料仍会基本保留铀矿石的稀土特征,稀土元素分布模式有助于查明铀材料的来源和历史。

关键词：稀土元素分布模式核法证学铀水冶工艺电感耦合等离子体质谱

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一种高精度星载磁强计系统级标定方法

中国空间科学技术（中英文） 2024年第3期44卷 174-179页

作者：孟立飞徐超群肖琦刘超波耿晓磊陈德祥易忠张铁龙哈尔滨工业大学(深圳) 深圳518055 北京卫星环境工程研究所北京100094 北京控制工程研究所北京100190 奥地利科学院空间研究所格拉茨A-8042

星载三轴磁强计经常被用于卫星在轨的姿态确认与修正,为提高其在轨磁场测量精度,提出了一种高精度的星载磁强计系统级标定方法。首先,引入了光学棱镜基准,完成了参照磁强计磁轴的正交性自校准。随后,利用二乘法完成了三轴零磁环境模拟... 详细信息

星载三轴磁强计经常被用于卫星在轨的姿态确认与修正,为提高其在轨磁场测量精度,提出了一种高精度的星载磁强计系统级标定方法。首先,引入了光学棱镜基准,完成了参照磁强计磁轴的正交性自校准。随后,利用二乘法完成了三轴零磁环境模拟系统线圈系数校准,再利用参照磁强计完成了三轴零磁环境模拟系统磁轴正交性标定,从而获得高精度的空间磁环境地面模拟系统。最后,利用三轴零磁环境模拟系统与卫星正交性对应关系,完成了星载磁强计的标定。试验结果表明:经过标定后,三轴零磁环境模拟系统非正交度优于0.01°,星载磁强计标定误差优于10 nT,为星载磁强计系统地面标定试验验证提供了新途径。

关键词：卫星控制姿态确定磁强计自校准装置棱镜

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枪管用环保镀层摩擦行为研究

兵工学报 2024年第2期45卷 651-661页

作者：徐京胡春东陆恒昌邓亚辉薛钧韦习成董瀚上海大学材料科学与工程学院上海200444 中国兵器工业第208研究所北京102202

传统枪管内膛表面采用的六价铬镀层,高温耐磨性好,但对环境污染严重。为开发环保镀层,采用超景深三维显微镜、扫描电子显微镜表征了室温和高温(400℃)摩擦磨损试样,对比分析了六价铬、三价铬、钴-镍和镍-钨四种电镀层的磨损特征。研究... 详细信息

传统枪管内膛表面采用的六价铬镀层,高温耐磨性好,但对环境污染严重。为开发环保镀层,采用超景深三维显微镜、扫描电子显微镜表征了室温和高温(400℃)摩擦磨损试样,对比分析了六价铬、三价铬、钴-镍和镍-钨四种电镀层的磨损特征。研究结果表明:在500℃定性回火后,三价铬、镍-钨、六价铬和钴-镍镀层硬度依次递减,与六价铬层相比,三价铬层脆性大,镍-钨和钴-镍镀层韧性高;室温下与H62黄铜对摩后,六价铬和三价铬镀层摩擦程度较轻,钴-镍和镍-钨镀层呈现明显粘着特征,二者摩擦系数高于两种铬层;400℃下与08Al钢对摩后,六价铬呈粘着磨损特征,摩擦程度较大;三价铬层摩擦系数相对较高;镍-钨镀层呈磨粒磨损特征,摩擦系数与六价铬接近,摩擦程度相对较轻。

关键词：枪管电镀层磨损摩擦系数高温摩擦

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基于态基近场动力学的碳化硅陶瓷圆柱壳体断裂损伤分析

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力学学报 2024年第4期56卷 991-1005页

作者：蒋雷雷沈克纯潘光黄毅华西北工业大学航海学院西安710072 中国科学院上海硅酸盐研究所上海200050

碳化硅(SiC)陶瓷材料具有优异的力学性能,广泛应用于各种工程部件中.然而,陶瓷是脆性材料,当发生脆断时会造成巨大的危害.因此对其断裂行为的准确预测显得极为重要.为了研究SiC陶瓷壳体在外载荷作用下的断裂损伤机理,首先通过准静态拉... 详细信息

碳化硅(SiC)陶瓷材料具有优异的力学性能,广泛应用于各种工程部件中.然而,陶瓷是脆性材料,当发生脆断时会造成巨大的危害.因此对其断裂行为的准确预测显得极为重要.为了研究SiC陶瓷壳体在外载荷作用下的断裂损伤机理,首先通过准静态拉伸和压缩实验获得SiC陶瓷的临界能量释放率,建立了适用于拉伸和压缩损伤分析的常规态基近场动力学模型.然后,采用Fortran语言编程实现了陶瓷壳体在线性递增外载荷作用下断裂损伤行为的数值仿真,并将所获得的仿真值与理论预测值进行对比,验证了所建模型的准确性.最后,对仿真结果进行详细分析,揭示了壳体结构的损伤扩展演化规律.仿真结果表明:初始损伤区源于壳体内壁面的压缩断裂,且沿环向呈90°均匀分布.随着载荷的逐渐增加,壳体外壁面出现拉伸断裂损伤区,内外壁面的损伤区先沿着周向扩展,再向着壳体中面缓慢延伸,并在厚度方向贯穿整个壳体.随后,在壳体轴线方向出现拉-压损伤混合区,该损伤区沿着轴向扩展,最终将壳体分成4个断裂区.所建模型能够有效地描述复杂载荷作用下SiC陶瓷结构的断裂损伤演化过程,同时弥补了态基近场动力学在断裂分析方面的不足.

关键词：态基近场动力学理论陶瓷圆柱壳体断裂损伤临界能量释放率

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改进碲镉汞液相外延方法原位生长正组分梯度薄膜材料

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红外与毫米波学报 2024年第3期43卷 305-313页

作者：霍勤韩红强张诚焦翠灵王仍毛铖铭陆液陈心恬乔辉李向阳中国科学院上海技术物理研究所上海200083

研究了液相外延生长条件对碲镉汞薄膜材料组分梯度的影响,建立了指导液相外延生长的理论模型。通过改变水平推舟液相外延工艺的汞损失速率,生长出具有正组分梯度的碲镉汞薄膜材料。针对这种特定条件下生长的碲镉汞外延薄膜,通过腐蚀减... 详细信息

研究了液相外延生长条件对碲镉汞薄膜材料组分梯度的影响,建立了指导液相外延生长的理论模型。通过改变水平推舟液相外延工艺的汞损失速率,生长出具有正组分梯度的碲镉汞薄膜材料。针对这种特定条件下生长的碲镉汞外延薄膜,通过腐蚀减薄光谱测试与二次离子质谱测试证实了材料具有正组分梯度结构。与传统方法生长的具有负组分梯度的碲镉汞薄膜相比,这种薄膜材料具有相近的表面形貌与红外透射光谱曲线,且具有较高的晶体质量,其X射线衍射双晶摇摆曲线半峰宽达到28.8 arcsec。

关键词：碲镉汞液相外延组分梯度二次离子质谱

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中国东部中生代上叠造山系

地学前缘 2024年第1期31卷 142-153页

作者：任纪舜刘建辉朱俊宾中国地质科学院地质研究所北京100037

印支运动和燕山运动是中国东部中生代时期两次十分重要的造山运动。由这两次造山运动形成的构造带,既不是陈国达所说的地壳演化第三阶段的产物,也不是一些学者所谓的由板块内部动力产生的陆内(或板内)造山带。它们是在古太平洋动力体系... 详细信息

印支运动和燕山运动是中国东部中生代时期两次十分重要的造山运动。由这两次造山运动形成的构造带,既不是陈国达所说的地壳演化第三阶段的产物,也不是一些学者所谓的由板块内部动力产生的陆内(或板内)造山带。它们是在古太平洋动力体系作用下,在中国东部先成大陆地壳之上形成的上叠造山系,过去我们曾称其为中国东部滨太平洋大陆边缘活动(活化)带。中生代时期,在古太平洋动力体系作用下,于俄罗斯东北部—锡霍特阿林—日本—琉球—中国台湾—巴拉望一带形成亚洲东缘造山系,在邻接亚洲东部陆缘的中国东部大陆地壳之上形成中国东部上叠造山系。二者在同一动力体系作用下,同步发展,共同组成亚洲东部太平洋构造域规模宏大的巨型中生代造山系,彻底改变了亚洲东部印支造山前的构造面貌。

关键词：上叠造山带印支造山旋回燕山造山旋回中国东部中生代上叠造山系太平洋构造域

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YAG透明陶瓷的制备及其在深海领域的应用

硅酸盐学报 2024年第3期52卷 739-745页

作者：覃显鹏周国红王正娟胡松黄德信王士维中国科学院上海硅酸盐研究所上海200050

以商业高纯Al_(2)O_(3)粉和自制纳米Y_(2)O_(3)粉为原料,采用真空固相反应烧结法成功制备出了高透光的钇铝石榴石(YAG)透明陶瓷。研究了反应烧结过程中物相演变和显微结构变化,烧结温度和保温时间对YAG透明陶瓷光学透过率的影响以及YAG... 详细信息

以商业高纯Al_(2)O_(3)粉和自制纳米Y_(2)O_(3)粉为原料,采用真空固相反应烧结法成功制备出了高透光的钇铝石榴石(YAG)透明陶瓷。研究了反应烧结过程中物相演变和显微结构变化,烧结温度和保温时间对YAG透明陶瓷光学透过率的影响以及YAG透明陶瓷在深海装备领域的应用性能等。结果表明:高温条件下,Al_(2)O_(3)和Y_(2)O_(3)反应先依次形成中间相YAM和YAP,最终在1500℃完全形成YAG;随着烧结温度的升高,YAG陶瓷内气孔不断排出且晶粒不断长大,光学透过率先增加后降低,在1780℃透过率达到最高;随着保温时间的延长,YAG陶瓷的透过率逐渐提高,但超过6 h后,再延长保温时间,对提高透过率的效果不显著。采用优化工艺制备的YAG透明陶瓷球罩经受住127 MPa抗压模拟试验,并成功应用在深海领域装备大功率LED照明灯和摄像机保护罩上,为拍摄“奋斗者”号万米海底作业以及央视现场直播做出了贡献。

关键词：钇铝石榴石透明陶瓷固相反应烧结深海应用

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