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原子能科学技术
原子能科学技术

万钢

月刊

1000-6931

yzk@ciae.ac.cn

010-69358024

102413

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

    高温液钠与不锈钢界面润湿机制研究

    田浪浪马誉高张卢腾朱怡儒...
    1902-1911页
    查看更多>>摘要：钠冷快堆的主要特点是将液态钠作为堆芯冷却剂，因此液态钠与不锈钢固液界面的润湿现象在该堆芯系统中普遍存在。高温液钠在不锈钢界面的润湿性能与结构材料的腐蚀程度、材料自洁以及测量仪器精度等直接相关。本文通过可视化实验和分子动力学数值模拟的方法，针对高温液钠与不锈钢界面的润湿特性开展研究，结果发现:液钠与不锈钢的润湿转捩(接触角90°)温度在320～335℃附近;不锈钢表面的Cr2O3层会抑制液钠前驱膜的形成，使得液钠等效润湿半径减小，导致液钠与不锈钢界面润湿性变差;随着温度逐渐升高，液钠与Cr2O3层逐渐反应生成NaCrO2，使得液钠与不锈钢界面润湿性转好。

    钠冷快堆液钠不锈钢润湿性接触角

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    钠基纳米流体中钠原子吸附行为特性模拟计算

    朴君李春晖阿不都赛米·亚库甫张智刚...
    1912-1919页
    查看更多>>摘要：钠基纳米流体利用过渡金属纳米颗粒吸附钠原子的性质，有效降低了钠原子的反应性，进而有效抑制钠火及钠水事故严重性，但目前相关吸附行为及规律尚不明确。研究基于密度泛函理论和电子结构分析，计算分析了钛、铁和铜纳米团簇(TMn，TM=Ti、Fe、Cu，n=2～13)及其与钠原子间形成复合物(Na-TMn)的结构和性质，分析了 TMn的稳定性以及其与Na原子间相互作用。结果表明，Tin具有最高的稳定性，但其吸附钠原子的能力低于Fen和Cun。钠原子主要通过范德华作用吸附于TMn表面，且两者间的电荷转移行为使得TMn带负电荷。

    钠冷快堆纳米流体过渡金属计算化学团簇

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    热管堆单根热管失效事故瞬态数值分析研究

    韩冶杨思远文青龙柴宝华...
    1920-1929页
    查看更多>>摘要：热管冷却反应堆(热管堆)如果发生单根热管失效事故，可能会超过热管最大允许温度和功率并出现级联失效。本文以热管堆堆芯为研究对象，通过建立单根热管失效事故瞬态计算模型，利用ANSYS Mechanical APDL程序对不同工况单根热管失效事故进行了瞬态数值分析研究。结果表明:最恶劣工况是处于靠近外围热管失效的工况，基体最高温度为1 314。16K，芯块中心最高温度达到1 352。49K，热管最高工作温度为1 149。84 K，均未超出容许工作温度限值，约123 s达到新的稳态;在最恶劣工况下，靠近中心的热管最高功率为83 709。87 W，未超出热管传热极限范围，并能顺利达成新的稳态进行工作，不会有整体级联失效的风险。本文结果可为该堆型的设计提供热管失效事故的参考，并为堆芯结构设计奠定基础。

    热管冷却反应堆热管失效级联失效瞬态数值分析

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    铀酰离子与柠檬酸的配位化学研究

    李智张燕纳森卜彦日丁琪秀...
    1930-1942页
    查看更多>>摘要：柠檬酸(2-羟基-1，2，3-丙三羧酸，H3Cit)常用于铀污染的去污和铀污染土壤的修复。然而以往对水溶液中铀酰离子与柠檬酸配位化学的研究大多是在低pH区域和柠檬酸与铀酰离子比例较低的条件下进行的，在更宽的pH范围内进行的实验和去污实践中，所得到的配位模型和热力学常数不能很好地解释大多数观察结果。为探究UO22+与H3Cit在宽pH范围和高铀酰柠檬酸比例下的配位反应，本文通过采用电位滴定和吸收光谱滴定方法测定不同条件下生成的一系列UO22+与H3Cit配合物的稳定常数，并通过解析滴定过程中采集的光谱获得各物种的标准摩尔吸收谱。结果表明，在pH=2～12区间，随着pH的升高，UO22+与H3Cit可逐渐形成11种不同配比和组成的(UO2)nHrCitm2n+r-3m配合物，分别为n∶r∶m=1∶1∶1、1∶0∶1、2∶0∶2、2∶-1∶2、2∶-2∶2、1∶0∶2、1∶0∶3、3∶-5∶2、3∶-5∶3、1∶-2∶2、1∶-3∶3，其中 1∶0∶3、1∶-2∶2和1∶-3∶3三个配合物尚未见文献报道。培养并获得了 3∶-5∶3物种晶体，结合其拉曼光谱，通过UO22+-H3Cit拉曼光谱滴定归属了各物种的拉曼谱带。通过热力学和光谱信息，明确了H3Cit的羟基去质子化并参与配位的机理。H3Cit羟基在参与和UO22+的配位时，UO22+对羟基O—H键的强极化作用，使得H3Cit羟基能在pH=1。5时发生去质子化，并通过羟基氧和羧基氧与UO22+桥接形成多核配合物;在pH＞9和更碱性的溶液中，Cit3-的羟基将更易发生去质子化形成H-1Cit3-，这有利于形成1∶-2∶2和1∶-3∶3的单核配合物物种。

    铀酰离子柠檬酸稳定常数pH电位滴定吸收光谱拉曼光谱

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    用于常温氢氧复合的新型Pt/疏水改性陶瓷催化剂

    贾青青胡石林刘亚明
    1943-1949页
    查看更多>>摘要：常温氢氧复合反应由于安全性高且能耗低，在核工业除氚、消氢等领域有重要应用，其得以实现的关键为制得性能优异的疏水催化剂。为获得稳定性优且兼具高催化活性的疏水催化剂，本研究制备了新型Pt/疏水改性陶瓷催化剂。陶瓷载体通过构筑CeO2表面粗糙结构，结合涂覆低表面能十三氟辛基三甲氧基硅烷(PFOTMS)进行疏水改性，而后经浸渍-气相还原制得疏水催化剂。结果表明，与常规仅涂覆低表面能材料对陶瓷载体进行疏水改性相比，新型疏水结构的构筑不仅可使疏水催化剂获得更优的疏水性，还可进一步提升催化剂的催化活性及稳定性。制得的新型Pt/疏水改性陶瓷催化剂在480 min反应时长内，氢氧复合效率可维持在99。5％。

    除氚消氢常温氢氧复合反应疏水改性陶瓷载体Pt/疏水陶瓷催化剂

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    基于机器学习的锆合金在360 ℃/18.6 MPa溶氧水中腐蚀预测方法研究

    吴境韦天国赵博学范洪远...
    1950-1957页
    查看更多>>摘要：锆合金在核反应堆复杂环境中会发生氧化，为进行高温锆合金腐蚀增重研究，以基于机器学习的预测方法为其提供新的辅助手段。数据集来源于实验记录数据，使用7种机器学习算法进行锆合金腐蚀增重模型的建立，通过对比性能指标的差异，进行进一步的超参数优化和交叉验证，最终得到优化的XGBoost-锆合金腐蚀增重预测模型。结果表明，经过验证集进行验证得出预测值的平均绝对百分比误差约为5。3％。通过SHAP解释法进行模型的解释性分析，得出重要性较高的特征为腐蚀时间和温度，为进一步的腐蚀研究提供了关键特征。最终所建立的模型可以从数据驱动的角度准确预测锆合金腐蚀增重情况，辅助和加快锆合金腐蚀研究。

    锆合金腐蚀机器学习增重预测模型解释

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    密闭空间内高压过冷水射流冲击高温铅铋熔池能质传输数值模拟研究

    袁俊杰刘莉包睿祺罗皓天...
    1958-1969页
    查看更多>>摘要：蒸汽发生器传热管破裂(SGTR)事故是铅铋冷却快堆(LFR)最为严重的设计基准事故之一，将导致二回路高压过冷水通过管道破口高速射流注入一回路高温液态铅铋(LBE)，强烈的相间热质传输可能引发蒸汽爆炸，严重威胁堆芯结构的完整性。为了揭示SGTR事故现象机理，本文基于VOF多相流模型、LES湍流模型和Lee相变模型，考虑容器内覆盖气体层作用，建立了密闭空间内高压过冷水射流冲击高温LBE多相流动与瞬态传热传质过程的三维数值计算模型，重点分析了过冷水温度及入口压力对射流发展和射流周围环境(即覆盖气体层和LBE区域)的影响。结果表明，典型的射流按相态可分为4个区域，即水-蒸汽过渡区、多相流区、末端水相区和蒸汽斑块区。射流沸腾主要发生在射流中心区域和两侧的相界面上，相变产生的蒸汽夹带残余水相沿着界面从射流的末端向顶部迁移，计算工况下最大沸腾速率通常在喷管出口处，为7090kg/(m3·s)。覆盖气体层和LBE区压力与过冷水温度和入口压力均呈正相关，LBE区压力会随着射流发展逐渐增加，同时蒸汽的迁移可能引起LBE区压力发生波动，在4。4 ms时间内在覆盖气体层和LBE区获得的最大压力分别为0。157 MPa和0。351 MPa。本文结果揭示了射流沸腾机理与压力演化特性，为铅铋冷却快堆SGTR事故系统安全评估提供了理论支撑。

    密闭空间高压过冷水射流高温LBE能质传输数值模拟

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    基于GOTHIC 3D的内置冷却管双坩埚堆芯捕集器瞬态模拟研究

    刘卓元一单贾凝晰靳愚...
    1970-1981页
    查看更多>>摘要：为进一步探究内置冷却管的双坩埚式堆芯捕集器在给定冷却壁面热流密度瞬态分布的边界条件下，自冷却水灌注冷却流道起始，至形成稳定两相流自然循环并达到热平衡阶段的瞬态三维冷却性能，开发了基于安全壳热工水力学信息生成(GOTHIC)的三维分布参数热工水力模型。通过使用不同形状封堵及开孔模块的搭建和分布参数热构件依异形表面的贴覆，实现了双坩埚捕集器异形流道三维流动换热过程的瞬态模拟。通过模拟分析、计算结果的后处理及相关模型分析，证实了该双坩埚捕集器在两相流自然循环启动后，形成了良好的带热能力，在假定条件下，其带热能力提升至13。4 MW;三维计算结果亦可为该捕集器的优化设计提供有价值的参考，同时亦证实了 GOTHIC 3D程序对于三维两相流热工水力问题的模拟分析能力。

    堆芯捕集器GOTHIC两相流自然循环可冷却性膜态沸腾

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    基于数据驱动的核电站主给水泵故障预测研究

    张国辉骆志平
    1982-1988页
    查看更多>>摘要：目前，核电站设备传感器每天都会产生大量的监测数据，但这些数据的利用程度较低，对于利用监测数据进行核电站重要设备的故障预测研究还处于探索阶段。针对这种情况，本文以核电站主给水泵作为研究对象，将表征主给水泵运行状态的各类监测数据进行预处理和降维，进而通过多个选定的机器学习模型预测设备在未来是否会发生故障。通过对预测模型的效果评估发现，长短时记忆网络模型(LSTM模型)具有较好的预测精度。当模型预测结果超过阈值时发出预警信息，提醒核电站运维人员加强关注，及时采取故障诊断和维修措施，以有效防止因设备的突然故障停运造成较为严重的后果，保证核电站的安全和经济运行。

    核电站主给水泵机器学习故障预测拟合

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    序言 钠冷快堆热工水力

    杨红义
    前插1-前插3页
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