期刊,原子能科学技术 2024年卷4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

Uniformity Control of Scanned Beam in 300 MeV Proton and Heavy Ion Accelerator Complex at SESRI

HOU LingxiaoYUAN YoujinSHEN GuodongRUAN Shuang...

705-713页

查看更多>>摘要：In recent years,heavy ion accelerator technology has been rapidly developing worldwide and widely applied in the fields of space radiation simulation and particle ther-apy.Usually,a very high uniformity in the irradiation area is required for the extracted ion beams,which is crucial because it directly affects the experimental precision and therapeutic effect.Specifically,ultra-large-area and high-uniformity scanning are crucial requirements for spacecraft radiation effects assessment and serve as core specification for beamline terminal design.In the 300 MeV proton and heavy ion accelerator complex at the Space Environment Simulation and Research Infrastructure(SESRI),proton and heavy ion beams will be accelerated and ultimately delivered to three irradiation termi-nals.In order to achieve the required large irradiation area of 320 mm× 320 mm,hori-zontal and vertical scanning magnets are used in the extraction beam line.However,considering the various requirements for beam species and energies,the tracking accura-cy of power supplies(PSs),the eddy current effect of scanning magnets,and the fluctu-ation of ion bunch structure will reduce the irradiation uniformity.To mitigate these effects,a beam uniformity optimization method based on the measured beam distribution was proposed and applied in the accelerator complex at SESRI.In the experiment,the uniformity is successfully optimized from 75％to over 90％after five iterations of adjustment to the PS waveforms.In this paper,the method and experimental results were introduced.

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基于7Li(p,γ)8Be共振核反应伽马源的光核嬗变实验原理验证研究

叶杉刘伏龙薄楠王浩然...

714-720页

查看更多>>摘要：光核嬗变可作为长寿命核废料嬗变的一种补充手段。随着强流质子加速器技术的发展，共振核反应γ源的流强可达到较高强度。7Li(p，γ)8Be共振核反应产生的14。8 MeV与17。6 MeV伽马射线恰好位于巨共振区内，是研究光核嬗变的较好选择。本工作基于中国原子能科学研究院2×1。7 MV串列加速器，利用7Li(p，γ)8Be共振核反应产生的高能伽马射线对197Au进行了光核嬗变实验研究。在质子流强0。81μA的条件下，当金靶厚度为2 mm时，反推得到 4π方向上的总嬗变率为(586。83±22。98)s-1。该实验结果为将来利用共振核反应伽马源进行光核嬗变实验研究奠定了技术基础。

关键词：

光核嬗变高能伽马射线共振核反应核废料

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自动双曲面石墨弯晶预衍射X射线荧光光谱法测定后处理工艺样品中的微量铀

房映彤王志强刘权卫吴敏...

721-730页

查看更多>>摘要：为快速、准确、无损检测后处理工艺样品中的微量铀，研制了自动双曲面石墨弯晶预衍射X射线荧光光谱仪，并建立了测定模拟含铀料液中微量铀的分析方法。该仪器在普通能量色散X射线荧光光谱仪的探测器前添加了双曲面石墨弯晶预衍射器，以提高光束的聚焦性，双曲面石墨弯晶参与衍射的有效区域远大于直筒式石墨晶体，大幅降低了铀元素的检出限。测试结果表明，该仪器对铀的检出限为0。033 mg/L，定量限为0。110 mg/L，铀浓度的相对标准偏差优于5％。采用经验系数法对含有锶和钇的模拟含铀料液中的铀元素进行了校正，结果显示，铀回收率在98％～102。3％以上，说明该方法具有较高的准确度。

关键词：

双曲面石墨弯晶X射线荧光光谱仪经验系数法铀

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基于Cholesky分解法的LHS放射性废物处置场安全不确定性分析

赵润才玉宇陈涛

731-741页

查看更多>>摘要：放射性废物处置是一项与国土环境、公众安全、核工业健康以及可持续发展有关的重大问题。安全全过程系统分析是保障放射性废物处置设施从选址、建设、运行到关闭后安全性的重要手段，不确定性分析是其中重要一环。环境变化、人员行为等事前无法控制的外部因素都将对放射性废物处置设施的安全产生重大影响，需要对其进行不确定性评估。在放射性废物处置库的不确定性分析中，参数不确定性分析的计算过程相较于常见的蒙特卡罗模拟的运用场景，其涉及输入的随机参数多、运用模型庞杂，势必需求更小的抽样样本以减少运算时间、提高抽样效率。拉丁超立方抽样(LHS)是不确定性分析中常用的方法，但该方法应用于多维抽样时由于排序质量较低，使得小样本条件下的相关性要求不能得到满足。本文采用Cholesky分解法对拉丁超立方抽样过程中的排列构造过程进行了改进，通过对排列矩阵各行向量进行解耦，以最小化其各维度间的相关性。此改进方案显著降低了拉丁超立方抽样对样本相关性的影响，加速了计算结果的收敛速度。在本文的使用场景下，改进后的抽样方法只需要使用改进前所需样本规模的1/10，提高了计算效率。

关键词：

不确定性分析Cholesky分解法拉丁超立方抽样放射性废物处置

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211At干馏装置研制及分离工艺研究

覃贻琳刘葳豪叶天真杨远友...

742-750页

查看更多>>摘要：211At是一种α核素，其半衰期为7。2 h，不仅适用于α靶向内放射治疗，也可替代长半衰期核素用于α辐解的研究。为解决现有211At干馏工艺产额低、稳定性差的问题，本研究优化设计了211At干馏生产工艺，集成了一套半自动化211At干馏分离装置。采用碘干馏模拟实验确定了影响干馏分离的主要影响因素，改进得到了简便可行的211At干馏分离工艺步骤。211At干馏分离结果表明:当加速器α束流强度为20 μA、能量为28。5 MeV时，轰击Bi靶4 h后，211At的3次平均产额为17。87 mCi(6。61×108 Bq)，产品核纯度＞99。9％，无Bi、Cu等杂质。211At收率达98％以上，分离耗时45～60 min。本研究不仅为各类211At应用工作的开展垫定了良好的基础，也可为后续211At干馏自动化装置的研制提供参考。

关键词：

211At干馏分离工艺碘模拟工艺干馏装置

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汽泡边界层模型在矩形管道下的适用性分析

何雯赵陈儒韩晋玉薄涵亮...

751-760页

查看更多>>摘要：过冷流动沸腾中的流动和传热特性对反应堆的安全运行和经济性都具有重要意义。汽泡边界层模型是预测流动沸腾的一种新理论模型，它将流场沿径向划分为主流和汽泡边界层两个区域，能同时获得两个区域多个两相参数的变化规律，为空泡份额的预测提供了一种新的方法。然而，过冷沸腾段汽泡边界层模型目前仅在常规圆管中开展了验证，当管道类型和尺寸发生变化后，模型的准确度还有待进一步分析。基于此，本文将汽泡边界层模型进一步推广到长宽比较大的矩形管道中。为验证模型的准确性，将模型获得的空泡份额与现有实验数据进行对比，并同时与现有空泡份额预测模型进行了对比。结果显示，汽泡边界层模型不仅较现有模型的准确度更高，还能同时应用于矩形常规管道和窄缝通道，受管道结构和尺寸的影响较小。模型还描述了矩形窄缝通道内空泡份额、压力、流速、温度、滑速比等的变化情况，这些结果能为反应堆矩形燃料元件内的热工物理耦合分析提供基础数据。

关键词：

过冷流动沸腾汽泡边界层模型矩形管道空泡份额两相参数

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COSINE多相场子通道程序格架模型开发与评估

陈林张昊段秉祺马齐超...

761-770页

查看更多>>摘要：格架模型作为子通道程序中的重要模块，对大破口事故中再淹没工况下热工水力学参数的计算具有重要意义，COSINE多相场子通道程序包括格架的压降模型、壁面传热增强模型、相间传热增强模型、液滴破裂模型、格架再湿模型、格架温度模型等。本研究选取棒束传热实验装置(RBHT)典型再淹没工况进行建模分析，评估格架模型对再淹没工况下热工水力学参数计算的影响。计算结果表明:采用格架模型后，程序计算的通道换热能力显著增强，格架模型可提高计算的骤冷前沿速度，加快包壳冷却及蒸汽温度的下降，并显著降低燃料包壳峰值温度(PCT)，程序计算结果与实验数据符合良好;程序计算的格架温度变化趋势与实验值符合良好;程序中采用的液滴破裂模型可模拟格架前后的液滴尺寸变化，可精准预测液滴直径散射比;程序预测的格架附近液滴速度随时间的变化与实验趋势符合良好。COSINE多相场子通道程序中采用的格架模型可有效提高程序对再淹没工况下热工水力学参数的预测能力，程序中采用的格架模型是有效且合理可靠的。

关键词：

COSINE软件包多相场子通道程序格架模型再淹没现象

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非能动安全壳冷却系统空气混合对流换热试验研究

杨鹏王国栋李万总黄思洋...

771-782页

查看更多>>摘要：为论证大型非能动核电厂空气导流板优化方案的可行性，搭建了安全壳冷却能力验证试验台架(COCOVET)。本文选取COCOVET空气冷却试验工况，采用粒子图像测速(PIV)手段将非能动安全壳冷却系统(PCS)环腔的空气流动可视化，通过对比试验数据和程序模拟结果，研究PCS环腔空气强迫对流和自然对流并存的混合对流换热现象，论证导流板优化方案可行性。研究结果表明:PCS环腔下降段空气到达导流板尾部区域后，大部分空气折流180°进入上升段，沿导流板向上流动，少量空气沿冷却面继续向下流动。在无导流板区域，加热面传热方式以偏自然对流类型为主，加热面热流密度沿高度方向基本不变。在有导流板区域，PCS环腔上升段存在明显的入口效应，加热面热流密度呈现迅速增加后降低的趋势。安全壳安全分析程序计算值和试验值符合良好，适用于模拟空气混合对流换热过程。研究结果验证了大型非能动核电厂导流板优化方案可行性，也丰富了空气混合对流换热研究内容。

关键词：

空气导流板非能动安全壳冷却系统空气混合对流换热程序适用性

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Zr-4表面特性及冷却剂过冷度对骤冷沸腾传热的影响

熊平孙源阳罗彦袁鹏...

783-789页

查看更多>>摘要：核燃料棒再淹没骤冷沸腾是堆芯失水事故后避免堆芯熔化采取的重要事故缓释措施。本文采用不同粒度砂纸打磨得到不同粗糙度的Zr-4表面，研究了 Zr-4表面粗糙度和冷却剂过冷度对骤冷沸腾过程冷却速率及沸腾换热的影响。对所制备的不同表面粗糙度实验段进行了骤冷沸腾可视化实验，同时测量实验段内部温度，通过导热反问题反演得到骤冷过程表面温度及热流密度。结果表明:表面粗糙度对膜态沸腾换热的影响较小，但粗糙度较大的表面更早地触发了表面-液体接触，强化了骤冷沸腾;而粗糙度较小时，粗糙度对骤冷沸腾的影响较小;当粗糙度进一步减小时，由于表面接触角的增大，骤冷沸腾持续的时间增长。此外，随着冷却剂过冷度的增大，膜态沸腾气膜厚度减薄，维持稳定气膜的最小膜态沸腾温度增大，骤冷速率增强。本文为揭示压水堆破口事故燃料棒再淹没过程的流动沸腾换热机理提供一定的理论基础。

关键词：

骤冷沸腾粗糙度沸腾换热最小膜态沸腾温度

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燃料包壳表面沉积层对汽化核心密度影响的实验研究

蔡杰进胡致平邓日宁

790-800页

查看更多>>摘要：燃料包壳表面沉积层在压水堆常规运行中形成，其对包壳沸腾传热的影响尚不清楚。为了探索包壳表面沉积层对汽化核心密度的影响规律，本文基于常压下的流动沸腾可视化实验台架，以锆-4合金为基板，采用逐层沉积的方法形成不同厚度的SiO2沉积层，通过开展流动沸腾实验对比不同沉积层厚度下的汽化核心密度差异。研究发现，SiO2沉积表面与未沉积表面相比汽化核心密度增大，Koncar模型可较好地预测本实验工况条件下的汽化核心密度。

关键词：

流动沸腾实验表面沉积层汽化核心密度

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