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能群独立的中子输运非结构网格自适应加密

原子能科学技术 2024年第7期58卷 1495-1504页

作者：郭海兵阮政霖马纪敏中国工程物理研究院核物理与化学研究所四川绵阳621900

为兼顾中子输运的模拟精度和计算效率,对网格进行自适应加密和区域分解并行是有效技术途径。通常各能群的中子通量密度分布有较大差异,采用统一的网格不能最佳匹配各群通量密度的空间变化,只能全局加密网格或损失精度。本文通过对各能... 详细信息

为兼顾中子输运的模拟精度和计算效率,对网格进行自适应加密和区域分解并行是有效技术途径。通常各能群的中子通量密度分布有较大差异,采用统一的网格不能最佳匹配各群通量密度的空间变化,只能全局加密网格或损失精度。本文通过对各能群中子通量密度分别进行后验误差估计,开展能群独立的局部网格加密,获得与各能群的中子通量密度分别匹配的多组非结构网格,即基于共同父网格(粗网格)的多组独立子网格(细网格),进而开发了在这种层次化父-子网格上的多群中子输运模拟耦合算法,通过连续的多轮次自适应加密,实现了不受初始网格分辨率影响的高精度、高效率求解。基于该网格方法建立了间断有限元输运程序ENTER-Ⅱ,并借助开源算法库DEAL.Ⅱ实现了区域分解并行。初步验证表明,计算结果符合良好,时间效率有明显提升。

关键词：中子输运间断有限元非结构网格自适应加密父-子网格区域分解

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基于随机抽样的衰变热不确定度量化研究

原子能科学技术 2024年第6期58卷 1280-1286页

作者：马纪敏郭海兵黄洪文中国工程物理研究院核物理与化学研究所四川绵阳621900

为研究核数据引起的核素存量及导出量的不确定度,在自主程序GNET上实现了基于随机抽样的不确定度量化方法。利用贝叶斯更新方法获得裂变产物独立产额的协方差数据,弥补裂变产额协方差数据缺失。对热中子引起的235U一次裂变后衰变热不确... 详细信息

为研究核数据引起的核素存量及导出量的不确定度,在自主程序GNET上实现了基于随机抽样的不确定度量化方法。利用贝叶斯更新方法获得裂变产物独立产额的协方差数据,弥补裂变产额协方差数据缺失。对热中子引起的235U一次裂变后衰变热不确定度进行了计算。结果表明,裂变产物产额的不确定度贡献占主要部分。该算例表明GNET程序具备了核素存量的不确定度量化功能。

关键词：不确定度量化随机抽样衰变热协方差贝叶斯更新方法

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活化石墨处理技术综述

核科学与工程 2024年第2期44卷 322-332页

作者：陈师肖雨佳但贵萍何艳荣中国工程物理研究院核物理与化学研究所四川绵阳621900

石墨作为反应堆中的慢化剂和反射层,在核电厂、实验堆、生产堆中均有大量使用,随着这些反应堆的老化和退役,产生了大量的活化石墨,据不完全统计,全球已产生活化石墨约25万吨。活化石墨含多种放射性核素,且其含维格纳能不宜直接处置,活... 详细信息

石墨作为反应堆中的慢化剂和反射层,在核电厂、实验堆、生产堆中均有大量使用,随着这些反应堆的老化和退役,产生了大量的活化石墨,据不完全统计,全球已产生活化石墨约25万吨。活化石墨含多种放射性核素,且其含维格纳能不宜直接处置,活化石墨处理一直是一个世界性难题。近年来,国内外针对活化石墨的处理技术开展了大量研究,包括气化法、部分净化(去污)法、固化法及高温熔盐法等,本文基于活化石墨的来源和特点,对近年来活化石墨处理方法以及研究进展进行了调研和分析,并对并对活化石墨处理研究进行了展望。

关键词：活化石墨气化法去污法固化法高温熔盐法

γ辐射-热耦合老化对氟橡胶F2311力学和辐解释气行为的影响

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辐射研究与辐射工艺学报 2024年

作者：张祎茜豆睿杨刘强黄玮晏顺坪陈洪兵中国工程物理研究院核物理与化学研究所中国工程物理研究院总体工程研究所

在国防、航天和核电等领域的装备中，服役用高分子材料的工作环境十分复杂，对材料的耐辐射性能及热稳定性提出了很高的要求。因此，研究高分子材料在辐射-热耦合环境下的老化行为具有十分重要的意义。本工作开展了F2311氟橡胶材料在36... 详细信息

在国防、航天和核电等领域的装备中，服役用高分子材料的工作环境十分复杂，对材料的耐辐射性能及热稳定性提出了很高的要求。因此，研究高分子材料在辐射-热耦合环境下的老化行为具有十分重要的意义。本工作开展了F2311氟橡胶材料在36～70℃温度范围和20 kGy、100 kGy、200 kGy的γ射线吸收剂量下的辐射-热耦合老化试验，研究了温度和吸收剂量对F2311力学性能的影响，通过气体红外揭示了F2311材料辐射释放气体的种类，并获得了其动力学规律。实验结果表明：γ辐射-热耦合导致F2311材料力学性能快速损伤退化，并引起材料辐解产气，包括腐蚀性的卤化氢产物。气体红外分析能够快速识别气体产物并进行定量分析，有利于装备可靠性的追踪监测。本研究有望为氟橡胶多因素耦合老化和相容性研究提供认识基础。

关键词：氟橡胶辐射-热耦合老化力学性能释气行为老化相容性

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氙同位素丰度参考气制备方法研究

中国测试 2024年第S1期 94-99页

作者：杨天丽罗立力青颖张苏敏周鑫中国工程物理研究院核物理与化学研究所中国测试技术研究院

氙同位素丰度比高精度质谱分析技术强烈依赖于氙同位素丰度参考气，参考气的准确制备是关键技术。研究分析了高纯128Xe同位素气体原料中杂质同位素的丰度，采用重量法制备了丰度为80%、91%和92%的128Xe同位素丰度参考气，评定了参考气... 详细信息

氙同位素丰度比高精度质谱分析技术强烈依赖于氙同位素丰度参考气，参考气的准确制备是关键技术。研究分析了高纯128Xe同位素气体原料中杂质同位素的丰度，采用重量法制备了丰度为80%、91%和92%的128Xe同位素丰度参考气，评定了参考气制备过程引入的不确定度，并采用稀有气体同位素质谱仪对制备的参考气进行验证。结果表明，128Xe同位素丰度参考气制备过程引入的扩展不确定度为0.7%（k=2），制备值与验证值的偏差小于0.2%，表明制备的128Xe同位素丰度参考气量值准确可靠，该同位素丰度参考气能够满足实验室分析质量控制的要求。

关键词：氙同位素重量法同位素质谱法

一种新爆轰产物状态方程及其在炸药爆轰性能预测上的应用

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含能材料 2024年第9期32卷 942-951页

作者：彭钺张蕾谢明伟麻宏亮袁晓霞陕西应用物理化学研究所瞬态化学效应与控制全国重点实验室

为准确描述爆轰产物在高温高压下的热力学关系，拓展应用范围，实现CHNO单质/混合炸药与含能金属盐爆轰性能的可靠预测，基于Exp-6势的维里系数理论值建立了新气态爆轰产物状态方程Virial-Peng-Long(VPL)，并基于更准确的“冷压”项与... 详细信息

为准确描述爆轰产物在高温高压下的热力学关系，拓展应用范围，实现CHNO单质/混合炸药与含能金属盐爆轰性能的可靠预测，基于Exp-6势的维里系数理论值建立了新气态爆轰产物状态方程Virial-Peng-Long(VPL)，并基于更准确的“冷压”项与考虑金属高压热运动变化的“晶格振动”项建立了新凝聚态金属产物三项式状态方程Wu-Chen-Peng(WCP)。应用VPL计算了几种典型CHNO单质/混合炸药的爆轰参数，应用VPL与WCP评价了几种典型含能金属盐的爆轰CJ参数与驱动做功能力。结果表明，相比VLW和BKW，基于VPL能够更准确评价CHNO单质/混合炸药的爆轰性能，对太安（PETN）爆速预测偏差在±2.1%以内，最高不超过2.5%；对RHT-901驱动圆筒稳定速度预测误差绝对值<1%。而VPL与WCP能够准确预测含能金属盐爆轰性能，其中对叠氮化铅爆轰CJ参数计算相对误差不超过±4%；对铜叠氮化物驱动飞片速度预测相对误差绝对值小于1%。

关键词：爆炸化学爆轰产物状态方程含能金属盐爆轰性能维里系数

活性碳负载纳米金属氧化物对AP热分解的催化性能

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火炸药学报 2024年第5期47卷 475-484,I0006页

作者：石小兵谢五喜李洋黄海涛胥会祥李勇宏曾丽媛庞维强西安近代化学研究所陕西西安710065

采用水热法制备了两种纳米金属氧化物(纳米CuO和纳米Fe_(2)O_(3)颗粒),将纳米CuO和纳米Fe_(2)O_(3)负载在活性碳上,制备成CuO@C、Fe_(2)O_(3)@C复合材料,并将其作为催化剂与高氯酸铵(AP)混合制备成混合物样品AP/CuO、AP/CuO@C、AP/Fe_(2... 详细信息

采用水热法制备了两种纳米金属氧化物(纳米CuO和纳米Fe_(2)O_(3)颗粒),将纳米CuO和纳米Fe_(2)O_(3)负载在活性碳上,制备成CuO@C、Fe_(2)O_(3)@C复合材料,并将其作为催化剂与高氯酸铵(AP)混合制备成混合物样品AP/CuO、AP/CuO@C、AP/Fe_(2)O_(3)、AP/Fe_(2)O_(3)@C;通过扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、热重-微分热重分析(TG-DTG)和热重-红外光谱(TG-FTIR)联用等技术研究了4种催化剂对AP热分解的催化机理及分解动力学特性。结果表明,4种催化剂均将AP的两步分解反应催化为单放热峰,在5 K/min升温速率下,AP的分解峰温较纯AP分别提前90.1、73.4、65.4和69℃;AP/CuO@C分解主要气相产物有HCl、CO_(2)、N_(2)O、HNO_(3)和NO_(2),其中NO_(2)含量最高;AP/Fe_(2)O_(3)@C分解主要气相产物中CO_(2)含量显著提升,NO_(2)含量稍有降低。

关键词：物理化学水热法催化性能 AP 分解动力学气相产物金属氧化物活性炭燃烧催化剂

基于热管堆的超临界二氧化碳核动力系统参数设计与优化研究

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工程热物理学报 2024年第4期45卷 1069-1075页

作者：戴春辉郭斯茂宋苹赵振兴柯志武武汉第二船舶设计研究所热能动力技术重点实验室武汉430205 浙江大学核科学技术研究中心杭州310007 中国工程物理研究院核物理与化学研究所绵阳621900

为获得超临界二氧化碳动力系统最优设计参数,本文建立了热力分析模型和主要设备模型,开展热管式反应堆为热源、简单回热架构的超临界二氧化碳发电装置系统参数性能分析和多目标参数优化设计。形成1 MW(e)输出功率的发电装置系统参数最... 详细信息

为获得超临界二氧化碳动力系统最优设计参数,本文建立了热力分析模型和主要设备模型,开展热管式反应堆为热源、简单回热架构的超临界二氧化碳发电装置系统参数性能分析和多目标参数优化设计。形成1 MW(e)输出功率的发电装置系统参数最优解集,并开展系统敏感性分析。研究结果表明提升系统参数可达到提升系统循环效率的目的,但同时也增加了设备尺寸规模,对提升紧凑性不利,各主要热力参数对系统效率和体积的敏感性相差较大。最终优化解的选择可从本文最优解集中,按可布置空间大小选取,从而获得兼顾效率和紧凑性的最优设计参数。

关键词：热管堆超临界二氧化碳系统热力参数

硝化棉质量差异分析及其对推进剂制品性能的影响

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火炸药学报 2024年第4期47卷 372-380页

作者：肖立群屈蓓周文静刘小刚刘红妮李吉祯西安近代化学研究所陕西西安710065

为了获得D级硝化棉质量差异对其理化性能和推进剂制品性能的影响规律,对4种不同厂家、不同批次硝化棉样品的“八大度”、分子质量、分子质量分布及硝化均匀性等进行了表征及分析,并制备了4种改性双基(CMDB)推进剂样品,比较了各样品力学... 详细信息

为了获得D级硝化棉质量差异对其理化性能和推进剂制品性能的影响规律,对4种不同厂家、不同批次硝化棉样品的“八大度”、分子质量、分子质量分布及硝化均匀性等进行了表征及分析,并制备了4种改性双基(CMDB)推进剂样品,比较了各样品力学性能及燃烧性能的差异。结果表明,4种D级硝化棉样品的“八大度”均符合国军标要求,含氮量范围为11.9%~12.1%,GPC测得数均分子质量范围为0.59×10^(5)~0.73×10^(5) g/mol;硝化棉含氮量小幅下降会使其安定性有所提高,但对其推进剂制品的燃烧性能影响较小;含氮量和分子质量接近时,高分子质量组分的存在会提高硝化棉稀溶液的黏度;硝化棉分子质量分布和含氮量分布均匀性降低会造成其推进剂制品-40℃拉伸强度的降低。

关键词：物理化学硝化棉 NC CMDB推进剂硝化均匀性燃烧性能安定性