期刊,原子能科学技术 2024年卷2期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

原子能科学技术

主　　编：万钢

出版周期：月刊

国际刊号：1000-6931

电子邮箱：yzk@ciae.ac.cn

电　　话：010-69358024

邮政编码：102413

地　　址：北京市275-65信箱

原子能科学技术/Journal Atomic Energy Science and TechnologyCSCD北大核心CSTPCDEI

查看更多>>本刊由中国原子能科学研究院主办，1959年创刊，国内外公开发行，全国性学术与技术兼顾的原子能类核心期刊，先后被美国工程信息公司《EI Compendex》数据库、美国化学文摘《CA》、日本《科学技术文献速报》、《中国科学引文数据库》、《中国学术期刊（光盘版）》、《方正Apabi电子期刊》、《中国科技期刊数据库》、《CEPS中文电子期刊服务》等收录，并已入网“万方数据——数字化期刊群”。主要刊登核科学技术方面具有创造性的科技成果，旨在促进核科学与技术方面的交流、核技术与其它科学技术间的交叉渗透，推动核科技在国民经济方面的应用。

正式出版

收录年代

核反应堆系统多维度多物理场耦合有限元分析研究

巫英伟贺亚男章静田文喜...

257-271页

查看更多>>摘要：核反应堆系统庞杂且运行环境严苛,存在多物理场耦合的复杂现象.早期开发的多物理场耦合软件具有扩展性和通用性不足的缺点.因此,搭建多物理场耦合框架,针对耦合问题中的关键技术开展研究,对加快我国自主化多物理场耦合平台开发进程具有重要意义.本文介绍了西安交通大学核反应堆热工水力研究室开发的核反应堆多维度多物理场耦合有限元分析平台,主要包含热工流体计算模型的开发、燃料性能分析技术的研究以及多物理场耦合框架的建立等工作.在热工流体计算方面,开展了核反应堆系统两相流分析模型和液态金属快堆子通道分析模型研究,开发了系统分析程序NUSAC和子通道分析程序FLARE;在燃料性能分析技术方面,开展了包覆颗粒弥散燃料和板状燃料的性能分析研究,开发了针对多种燃料的燃料性能分析程序BEEs;在多物理场耦合分析方面,搭建了多物理场耦合框架,结合热工水力、中子物理和燃料性能分析程序,实现了核反应堆多物理场耦合的精细分析.本文搭建的核反应堆系统多维度多物理场耦合有限元分析平台可为核反应堆系统多维度多物理场耦合高保真数值模拟分析提供有力支持.

关键词：

多物理场有限元系统分析子通道燃料性能

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基于GPU加速的投影后变分壳模型计算

陆晓连占江高早春

272-278页

查看更多>>摘要：为进一步拓展投影后变分(VAP)壳模型计算应用核区范围,需提升VAP的计算效率.为此,利用OpenACC并行编程指令,首次将VAP程序从传统的CPU平台移植到了高性能GPU计算平台上.在角动量投影的每个积分格点上实现了数目庞大的各独立转动矩阵元的GPU并行化计算.经验证,采用GPU加速后的VAP程序计算得到的结果与原来的OpenMP并行化程序计算得到的结果完全相同,而计算效率得到了数倍的提升.借助于GPU加速技术,首次计算了变形重核178Hf的基带能谱,打开了VAP壳模型方法应用于变形稀土重核之门.

关键词：

壳模型投影后变分GPUOpenACC

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U(Ⅵ)与二烷基二硫代膦酸配位化学研究

隋俏蕊夏田田邓琴兰友世...

279-288页

查看更多>>摘要：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 301,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 UO2L2·H2O和UO2L3·(CH3)2NH2·H2O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 NaNO3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UO2 A2·HA和UO2 A2·H2O.

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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围岩水中玻璃体关键元素动态浸出特性研究

孙琦张振涛王辰宇晁昊...

289-295页

查看更多>>摘要：为了获得地下水侵入深部围岩裂隙所致高放玻璃固化体核素释出与迁移参数的变化规律,本研究以高放玻璃固化体中核素在石英石水岩饱和水中的迁移行为为研究对象,开展了动态浸出试验,重点分析研究了元素B、Re和Si在浸出液中的浓度变化以及玻璃的腐蚀情况.结果显示,动态浸出试验150 d后,离子浓度均随反应时间的增加而增大.反应温度为90 ℃时,地质处置库中流速为40 L/(m2·a)的石英石水岩饱和水中,玻璃柱的腐蚀速率为540 nm/a,3 000年后,长1 350 mm、直径440 mm、质量400 kg、表面积17 m2的玻璃柱腐蚀深度为1.62 mm,B、Re和Si分别释出元素总含量的12.24％、10.41％和 0.18％.

关键词：

裂隙充填物高放玻璃固化体北山预选区元素释出

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Pu在膨润土层中的反应性迁移模拟研究(2)——Pu的种态分布及反应性迁移分析

刘东旭黄流兴赵振华胡立堂...

296-307页

查看更多>>摘要：为评估柯尔碱膨润土工程屏障材料的安全性能,采用考虑渗流扩散、溶解-沉淀、表面配位吸附、放射性衰变等多过程动态耦合的反应性迁移模拟方法,综合运用TOUGHREACT等程序开展了 Pu在柯尔碱膨润土层中反应迁移的数值模拟,结合地下水-膨润土体系演化模拟分析了 Pu的种态分布特征,叠加表面配位模型预测分析了 Pu的长期迁移规律.结果表明:地下水中Pu主要以难迁移的Pu(OH)4(aq)形式存在;由于膨润土的低渗透性和强吸附性,正常情景下Pu的扩散范围很小而将长期滞留于1 m厚膨润土中;在忽略强吸附阻滞作用的保守情景下,Pu在渗流作用下可扩散迁移出膨润土层;考虑到长时间尺度下不可避免存在的不确定性,建议重视渗流扩散为主导的其他过程和情景研究.

关键词：

Pu反应性迁移模拟种态分布膨润土TOUGHREACT

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HKUST-1颗粒对低浓度氙氪混合气体动态吸附分离性能的研究

陈彬傅钰曹天伍岳...

308-319页

查看更多>>摘要：低浓度放射性氙(Xe)和氪(Kr)混合气的吸附分离对于其核数据的准确测量以及核设施放射性废气的净化具有重要意义.本文采用聚乙烯醇作为粘结剂制备了 HKUST-1颗粒样品.HKUST-1颗粒样品的抗压测试结果表明,其具有较高的抗压强度.HKUST-1粉末样品和颗粒样品的Xe(Kr)静态吸附数据表明,在0 ℃或25 ℃吸附温度下,HKUST-1粉末样品和颗粒样品低吸附压力下的Xe(Kr)吸附量、Xe(Kr)亨利系数以及Xe/Kr亨利选择性基本相同;造粒后颗粒样品的Xe(Kr)零点等量吸附热较造粒前减小.采用动态穿透曲线法研究了 HKUST-1颗粒样品在25 ℃和100 kPa下分离低浓度Xe和Kr(Xe 50 ppm、Kr 50 ppm)的性能.结果表明,HKUST-1颗粒样品可实现低浓度的Xe/Kr分离,Xe穿透(c/c0=0.02)时的Xe动态吸附量和相应的Xe/Kr动态吸附选择性随瞬时进样流量的增大而增大,Xe(Kr)饱和吸附量及相应的Xe/Kr动态吸附选择性在不同瞬时进样流量下基本保持不变.惠勒-琼斯方程对Xe穿透曲线初始部分(c/c0≤0.02)的非线性拟合结果表明,该方程可用于预测Xe在HKUST-1颗粒吸附柱上穿透的初始阶段.

关键词：

HKUST-1造粒低浓度气体氙氪动态分离

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实验室规模熔盐氧化装置处理废混合离子交换树脂的研究

王跃霖薛云郑仰海马福秋...

320-327页

查看更多>>摘要：为给熔盐氧化法处理废树脂的工程化应用提供理论指导,本文采用处理能力为1.25 kg/批次的实验室规模处理装置对与核电厂使用的同类型废混合离子交换树脂进行处理.结果表明,该方法处理废树脂的优越性主要体现在对酸性尾气的吸收作用(将N、S元素以硝酸盐和硫酸盐的形式截留)和对废树脂体积的高效减容.针对核电厂常用的混合离子交换树脂(由强碱性阴离子交换树脂和强酸性阳离子交换树脂组成),熔盐氧化装置处理结果表明,酸性气体产物(NO、NO2、SO2、H2S)在反应开始0.5 h后即能降低至10 mg/m3,0.5 h后气体产物主要为CO2.SEM图像表明,树脂结构在熔盐氧化后由完整的球状变为破碎的颗粒,氧化后废盐中仍剩余62.1％的碳酸盐,树脂中的S、N元素在废盐中的截留率分别为22.77％和59.6％.XRD结果表明,碳酸熔盐能吸收SO2并将其转化为硫酸盐.对Li2CO3、Na2CO3、K2CO3在不同温度下与SO2生成硫酸盐的反应吉布斯自由能(ΔG)进行了热力学计算,结果表明在200～800 ℃范围内3种碳酸盐均能与SO2自发反应,ΔG随着温度的升高而降低,800 ℃时Li2CO3、Na2CO3、K2CO3 的 ΔG 分别为-2.800、-41.626、-69.590 KJ/mol,K2CO3 是 SO2 主要的吸收剂.经熔盐氧化后,树脂降解率达98.36％,减容比(氧化前树脂体积/氧化后废盐体积)达6.9.以上结果表明,熔盐氧化是一种理想的处理废混合离子交换树脂方法,有较大的工程应用潜力.

关键词：

熔盐氧化混合树脂放射性固体废物

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快堆钠-水蒸汽发生器热工水力稳态综合性能研究

肖常志杨红义张大林沈格宇...

328-336页

查看更多>>摘要：钠-水直流蒸汽发生器作为分隔钠冷快堆二、三回路的重要屏障,有着非常重要的地位.为分析蒸汽发生器的流动换热特性,西安交通大学搭建了快堆钠-水蒸汽发生器综合性能试验台架,开展了一系列稳态实验,并自主开发了一维两相热工水力设计程序.从稳态实验中选取低功率、中等功率以及满功率5个典型工况开展DeCOSS程序稳态计算.在对实验数据以及计算结果进行归一化处理后,对钠侧轴向温度分布以及蒸发器出口钠侧、水侧出口温度进行对比验证.可发现不同功率工况下,DeCOSS程序计算结果均与实验数据符合良好,验证了蒸汽发生器自主化设计和分析程序的正确性.此外,获取的实验数据也可反之修正DeCOSS程序计算方法,为今后钠-水蒸汽发生器开展相关课题的研究奠定基础.

关键词：

钠-水蒸汽发生器试验台架DeCOSS程序热工水力分析

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交混因子对CHF关系式开发及安全裕量影响研究

刘晨伟肖瑶张伟陈硕...

337-343页

查看更多>>摘要：采用最小偏离泡核沸腾比(MDNBR)点法开发了与子通道分析程序FLICA-ⅢF匹配的临界热流密度(CHF)关系式,利用Owen准则确定了其DNBR限值并进行统计评估.在掌握了一套完整的CHF关系式开发方法后,对比分析了不同交混因子其对应关系式的预测效果、DNBR限值以及实际最大功率.结果表明:基于实验获得的精确交混因子开发的CHF关系式具有更高的精确度与经济性.因此考虑格架交混效应的精细化子通道的工作是有价值和意义的.

关键词：

燃料组件交混因子CHF关系式DNBR限值安全裕量

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用于探测液态金属-气体的DLC涂层式丝网探针数值模拟与结构优化

包睿祺刘莉刘帅袁俊杰...

344-356页

查看更多>>摘要：液态金属-气体两相流是铅冷快堆在蒸汽发生器传热管破裂(SGTR)事故下的物理现象之一,考虑到液态金属的不透明性、腐蚀性及高温性,本文提出一种类金刚石(DLC)涂层式丝网探针(WMS)对液态金属-气体两相流相态分布进行探测.基于COMSOL软件,建立了涂层式WMS的数值模型并进行了实验验证,通过电场模拟阐明了该新型探针应用于含液态金属气液两相流的可行性.进一步地,通过改变丝网电极的间距与直径、涂层的厚度,研究了结构参数对涂层式WMS测量精度的影响.结果表明,电极丝横向间距为2～3 mm、垂直间距为1.5～2 mm时,WMS测量精度较高,而涂层厚度和电极丝直径的影响较小.本研究可指导DLC涂层式WMS在液态金属-气体两相环境中的实际应用,并为分析SGTR事故后的多相分布提供技术基础.

关键词：

液态金属-气体两相流丝网探针类金刚石涂层空泡份额数值模拟

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