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核科学与工程
核科学与工程

阮可强

季刊

0258-0918

nuclse@163.com

010-88828681，68462973

100048

北京市海淀区阜成路43号

核科学与工程/Journal Nuclear Science and EngineeringCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊为中国核学会主办的国家一级学报，被多家国际著名检索系统收录，并被列为核领域的中文核心期刊。主要发表核领域有新成果的研究论文，并对核领域的重大科研事件或活动进行报道。
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    3C-SiC中嬗变原子(Mg、Be、Al)对He间隙原子迁移行为影响的第一性原理研究

    张洋汤贤成国栋吴飞宏...
    1-8页
    查看更多>>摘要：辐照条件下固体嬗变原子对立方碳化硅(3C-SiC)基体内氦泡形成过程中的作用尚不明确.本文基于密度泛函理论研究了 Mg、Be、Al这三种固体嬗变原子对He间隙原子在3C-SiC基体内的形成能以及迁移行为的影响.计算发现,He原子在3C-SiC基体中主要稳定于由Si或C原子组成的四面体间隙中,且易于在相邻间隙间迁移.当嬗变原子浓度从0增至5％(物质的量分数)时,碳四面体间隙位点的He原子形成能先是骤降、然后随着固体原子浓度的增大而线性改变,而硅四面体间隙位点的He原子形成能则是和固体原子浓度呈多次函数关系.同时,三种固体原子也使He原子的迁移势垒和扩散系数发生明显改变,He原子从C原子间隙迁移到Si原子间隙的迁移势垒随着固体原子浓度的升高而线性降低、扩散系数逐渐增大;从Si原子间隙迁移到C原子间隙的迁移势垒与浓度呈多次函数关系,扩散系数与势垒曲线反相关.无论哪种路径和掺杂浓度,固体原子的加入都促进了 He原子的迁移,这为气泡的成核生长提供了有利条件.

    碳化硅氦泡扩散密度泛函理论虚晶体近似

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    小型反应堆自然循环流动稳定性分析

    魏婷乐志东蔡伟柯晓...
    9-16页
    查看更多>>摘要：以最佳估算程序RELAP5为分析工具,针对某一小型反应堆进行建模和数值计算,在此基础上开展对该小型反应堆自然循环流动稳定性分析.研究表明堆芯功率和慢化剂反应性反馈对一回路自然循环流动稳定性有影响;系统在高功率运行时具有较高稳定性;绝对值较大的慢化剂反应性反馈下,瞬态流量响应出现超调的现象.堆芯出口(上升段)过冷度过低的停堆保护信号,可以有效避免该小型反应堆在设计范围内出现自然循环流动不稳定性.

    自然循环流动不稳定性小型反应堆RELAP5

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    中子符合计数研究中252Cf源强的影响分析

    李多宏李自平杨海峰邵增...
    17-24页
    查看更多>>摘要：具有中子多重性的252Cf源是中子符合计数实验测量和装置标定的首选.本文利用数值模拟手段研究252Cf源强对中子符合计数的影响.根据中子符合计数实验的数据处理方法,通过生成带自发裂变事件标签的中子脉冲序列,按照移位寄存器的数据处理逻辑对中子脉冲序列进行处理,给出中子符合测量模拟结果.基于对不同源强下前景(R+A)和背景(A)的中子多重性分布的模拟结果,定量分析源强对真符合计数在前景测量结果中占比的影响.结果表明,在252Cf源强为每秒几百或几千个中子时,真符合计数在R+A的中子符合计数中占绝对或明显优势(超过50％),推荐作为实验的中子源;源强为每秒几万个中子时,真符合计数在R+A的中子符合计数中占比约10％;源强达到每秒几十万个中子时,真符合计数淹没在偶然符合计数中(占比约1％),不建议用作实验的中子源.本文的研究可以为实验的源强选择、实验数据的有效性检查提供一个参考.

    中子符合计数源强影响252Cf源

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    液态金属堆内小长径比同轴双层薄壁结构的流固耦合试验研究

    朱宇轩陆道纲刘强李东昊...
    25-32页
    查看更多>>摘要：池式液态金属堆的主容器与热屏之间具有狭窄的流体间隙,该结构属于含窄缝间隙的小长径比同轴双层柔性壳体.窄缝间隙中流体与结构之间相互作用产生的流固耦合效应在抗震分析时必须加以考虑.现有研究主要针对长径比较大和流体间隙相对较大的圆柱壳体,对于小长径比和极小流体间隙的同轴柔性壳体研究较为缺乏.本文参考液态金属反应堆的结构设计了三种不同尺寸的窄缝间隙,开展窄缝间隙条件小长径比同轴双层壳体模型的振动试验,测量结构在不同间隙尺寸下的加速度,得到模态频率和主要振型.然后,使用有限元法进行模态分析,通过与试验结果的对比,验证了有限元法的准确性.最后,计算出不同间隙尺寸下模型的附加质量;且随着间隙尺寸的减小,模型附加质量随之增大.本研究可为类似的含窄缝小长径比同轴双层柔性壳体结构的抗震设计提供数据支持,对于液态金属堆的抗震分析具有重要意义.

    流同耦合试验液态金属反应堆附加质量有限元法双层柔性壳体

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    中国聚变工程实验堆气态途径剂量评价模型对比分析研究

    胥密郑平辉王晓亮林大超...
    33-38页
    查看更多>>摘要：通过对比分析国内外几种不同的气态氚评价模型,结合国内沿海某核电厂址的环境条件,评价计算了 CFETR正常运行及大修年份气态氚排放后对厂址周边公众的辐射剂量.TRS472号报告中推荐的气态氚评价模型考虑了气态氚在动植物间的转移,并区分了动植物中有机氚和无机氚的转移与贮存.而IAEA19号报告和RG1.109导则中推荐的气态氚评价模型仅考虑环境中氚与人体中氚的平衡,计算过于保守.30年模型与TRS472号报告类似,只是对模型中的转移途径进行了简化处理.采用不同的模型计算得到的CFETR在正常运行年份排放的气态氚对周边公众造成的最大个人有效剂量在3.38～14.31 μSv/a,大修年份在15.05～63.61 µSv/a,与我国国标GB 6249-2011中规定的核动力厂公众辐射剂量约束值(0.25 mSv/a)相比还留有余量,但占较大份额,因此需重点关注CFETR气态氚的排放问题.

    聚变堆氚辐射剂量

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    适用于数字化主控室的核电厂HRA基础数据架构研究

    谭笑仇永萍卓钰铖雷文静...
    39-48页
    查看更多>>摘要：目前国内开展核电厂人员可靠性分析(HRA)采用的人员失误概率基础数据库年限较为久远,且缺乏对于数字化主控室环境下人员失误模式的考虑.本文基于多个HRA方法及国外典型人员可靠性数据库的设计,结合国内电厂的实际情况,搭建了核电厂HRA基础数据库的框架,对于其中的绩效影响因子(PSF)架构采用数据库概念设计阶段的自顶向下设计方法,结合数字化环境下新增的人员失误模式,给出可供采集的PSF数据项,完成可适用于数字化环境的核电厂HRA基础数据库中PSF架构的搭建,并针对核电厂HRA基础数据架构着手开发相应的数据库软件,为核电厂人员可靠性数据的采集、防人因失误工作的开展提供有效支持.

    人员可靠性分析数据库绩效影响因子(PSF)人员可靠性分析(HRA)数字化主控室

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    压水堆零功率水平下功率系数测量方法研究及其工业应用

    蔡光明程宏亚郑东佳章圣斌...
    49-54页
    查看更多>>摘要：传统压水堆核电厂均在功率台阶上实施功率系数测量试验,VVER反应堆则是在零功率水平下进行相关试验.功率台阶上反应性测量的数据处理存在较大的误差,在低功率下由于试验方法的原因导致功率测量结果存在较大的不确定性.因此,这两种传统方法获得的功率系数具有很大的测量误差和不确定度.本文在VVER方法的基础上,提出了功率系数测量的新方法:采用中间量程电流和电流-功率转换系数计算得到准确的核功率,结合测量的反应性变化计算得到功率系数.本文提出的新方法成功应用于福清核电厂不同机组的多个燃料循环的测量试验,应用结果表明:本文提出的新方法对不同机组多个燃料循环的结果不确定性小,测量数据具有很强的稳定性.

    功率系数测量零功率水平

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    热辐射特征参数对快堆锥形顶盖空间换热特性影响的研究

    冯佳琪陆道纲张钰浩于宗玉...
    55-62页
    查看更多>>摘要：池式钠冷快堆的钠池内充满高温液态钠,其上方覆盖有氩气,高温液态钠主要通过辐射换热及对流换热的方式向快堆主容器上部结构及氩气空间传递热量,其换热特性及其影响因素十分复杂.辐射发射率及液态钠蒸发形成的气溶胶层对主容器上部结构的热工水力特性会造成一定影响.因此,为保证主容器上部结构在不同温度载荷下的安全性与稳定性,十分必要获取不同辐射发射率及不同气溶胶层分布下的温度分布.本研究建立大型池式钠冷快堆主容器上部锥形顶盖空间(以下简称"锥顶盖")数值计算模型,开展数值模拟计算,得到不同发射率及气溶胶层厚度影响下锥顶盖的温度场.研究结果表明,发射率越高,锥顶盖斜肩及氩气空间温度越高;当气溶胶层存在于靠近钠液面的高度范围时(0～0.2m),增加其厚度可使氩气空间局部温度升高,但对锥顶盖斜肩温度影响有限.发射率增高53％,则辐射换热量增加31.47％,格拉晓夫数(Gr)减少19.29％,辐射换热效果增强,自然对流效果减弱;气溶胶层高度由0增加到0～0.1 m时,对辐射换热量的吸收增加22.68％,格拉晓夫数(Gr)减少19.29％,气溶胶层高度由0～0.1 m增加到0～0.2 m时,透过气溶胶层的辐射换热量减少了0.04％,格拉晓夫数(Gr)增加了 0.9％,辐射换热效果减弱,自然对流效果加强.

    快堆锥形顶盖空间辐射换热自然对流发射率吸收系数

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    核电厂联氨应用的探讨

    于淼曾晓敏顾钰万维进...
    63-69页
    查看更多>>摘要：为了控制系统设备和结构材料的腐蚀,核电厂一回路和二回路冷却剂系统均维持弱碱还原性水化学环境.联氨为一回路和二回路主要的化学添加剂,因其还原性,主要用来除氧、钝化、冲洗、缓蚀、事故后除碘等.本文介绍了核电厂中联氨的主要用途,并分别就一回路除氧、AVT(R)除氧、二回路冲洗钝化、蒸汽发生器湿保养、事故后除碘等展开讨论,最后针对联氨应用中存在的问题给出建议.

    核电厂联氨钝化除氧除碘

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    不溶性腐蚀产物在棒束通道内沉积的数值模拟

    陈诺马俊张吉王明军...
    70-79页
    查看更多>>摘要：在压水堆运行期间,高压过冷态的冷却剂对燃料棒、堆内构件等部件进行冲刷,以及受管道流体加速腐蚀等效应的影响,堆内会产生不溶性的腐蚀产物,其在堆芯通道内的迁移、沉积会对压水堆的安全性和经济性产生显著影响.本研究提出了压水堆堆芯燃料棒束通道内颗粒沉积的数值模拟方法,基于单相流体标准k-ε模型和颗粒离散相模型,构建了粒状腐蚀产物流动沉积数学物理模型,结合颗粒流动-沉积特性实验的实验结果,验证了该模型的可行性和有效性,开展了不溶性粒状腐蚀产物在5×5带格架棒束通道中流动沉积研究,获得了粒状腐蚀产物在棒束通道内的沉积特性:流体中颗粒浓度在经过格架后明显减少;进口截面处的颗粒浓度在固体壁面较高,出口截面处的颗粒浓度则分布得更均匀;入口处棒束表面及壁面的颗粒沉积呈现为大面积附着沉积,格架表面、其余棒束表面和壁面的颗粒沉积呈现为点状附着沉积.

    压水堆5×5棒束通道格架颗粒沉积数值模拟

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