燃料棒破损超声检测技术研究

研制了单探头和双晶片探头两种类型超声探头,通过对模拟燃料棒破损前后超声信号变化规律的研究,确定了超声检测探头的型式及检测方法。研究结果表明,可通过15~20mm声程范围内超声回波幅度的差异来判定燃料棒是否破损;与单探头相比,所研制的双晶片探头更适用于燃料棒破损超声检测,该双晶片探头能有效分辨的燃料棒内的最小水量为0.2mL。     

乏燃料棒M5锆合金包壳的透射电镜分析

压水堆燃料元件的锆合金包壳,在服役期间会经受高中子注量辐照,其微观组织将发生很大变化,从而影响其宏观性能,因此锆合金包壳的中子辐照行为研究一直是核领域的研究重点。但由于材料经中子辐照后具有较强的放射性,相关的实验必须在热室内进行,因此针对辐照后燃料包壳微观组织的研究也一直是工作的难点。本文在中国原子能科学研究院热室设施上,通过透射电镜分析手段,研究了M5锆合金包壳材料中子辐照后的微观组织。样品来源于国内商业压水堆AFA3G型乏燃料棒,其燃耗分别为14 GW·d/tU和41 GW·d/tU。从燃料棒上截取长度约10 mm的包壳样品,在热室内完成去芯块与化学清洗,获得空包壳样品,然后通过机械制样方法,制备出?3 mm薄片状包壳基体样品,最后采用电解双喷减薄方法,制备出包壳透射电镜观察分析样品。另外,为对比锆包壳辐照后的组织变化,采用同样方法制备了相同材料的冷态观察分析样品。冷态样品与辐照样品的观察分析结果表明：冷态Zr合金包壳基体组织内部存在原生的第二相粒子,基体内部整体较为干净,纳米析出相稀少,未观察到明显的位错结构;辐照后,基体内原生的第二相粒子尺寸和分布与冷态样品差异不明显,但出现了...     

3×3-2小组件加深燃耗考验元件的金相检验

对3×3-2小组件加深燃耗考验元件进行了金相检验,元件最高燃耗(以金属U计,全文同)为30 917 MW*d/t.检验结果表明锆包壳外表面氧化膜剥落较为严重,内表面氧化膜最大厚度为19.46 μm;芯块与包壳平均间隙为24.93 μm;包壳最大吸氢量达到190 μg/g;芯块平均晶粒尺寸约为15.65 μm,部分晶粒有所长大,但无柱状晶出现;芯块气孔率约为5.52%,尺寸小于5 μm气孔的体积份额约占总气孔度的29.86%.在该燃耗下,元件仍具有一定的安全裕度.     

回堆考验元件裂变气体测量分析

反应堆燃料元件的裂变气体释放率测量是辐照后检验的一项重要内容,它对于评价燃料元件的性能起着重要作用.回堆考验组件采用3×3-2再组装小组件方式,由一期考验的3根老棒、4根新棒和2根控制棒导向管组成.3×3-2小组件在中国原子能科学研究院重水研究堆辐照到燃耗(以金属铀计,全文同)30.9 GW*d/t(老棒)时,堆内出现破损信号.随后将其运至热室,非破坏性检验未发现元件棒破损.为此,采用激光刺孔方法将7根元件棒刺穿,测量元件棒气腔内压和裂变气体释放率.结果表明,元件棒内压均不低于再回堆考验前的压力值,从而进一步证实元件棒未发生破损,与一期考验元件相比,回堆后的燃料棒裂变气体释放率无明显增加.     

3×3-2回堆考验组件辐照后检验

文章涉及3×3-2可拆卸组件和相应热室检验装置的设计及热室内组件的远距离再组装和拆卸;组件检验及平均燃耗(以金属铀计,全文同)为30.9 GW*d/t和6.5 GW*d/t燃料棒的非破坏性检验和破坏性检验;室温和高温下的燃料棒检漏.主要结果是可拆卸组件及相应热室检验装置的设计合理,热室内远距离操作可行;经堆内考验后组件结构完整,但格架辐照弹簧松弛量较大;燃料棒性能完好,环脊明显,棒径减小显著;采用多种方法检漏,未发现破损的燃料棒.     

60Co工业辐照源生产工艺建立及百万居里级生产线的建设

为扭转我国强⁶⁰Co源依赖进口的局面,自行研制了⁶⁰Co密封源的生产工艺,并建立了百万居里级的生产线。本文介绍了⁶⁰Co工业辐照源封装及质量检验热室等设施、⁶⁰Co密封源产品的型号及主要技术指标、生产工艺流程、研制过程中的几大关键技术等。     

重水堆压力管热室内直径测量技术研究

针对重水堆压力管辐照后具有较强的放射性不能直接测量等问题,采用一种在十字定位基础上的比较测量方法,在热室内建立一套可使用计算机远程控制的压力管内径测量系统。研究结果表明:该套测量系统可通过热室外操作吊车和机械手实现压力管的装卡,系统的重复测量准确度在0.4μm以内,绝对测量准确度在±3μm以内,该套热室内测量系统符合压力管内径测量的检测要求,可进行辐照后压力管尺寸测量工作。     

压水堆核电站乏燃料元件γ扫描测量

在压水堆核电站乏燃料元件检验中,完成了4根完整元件棒、4根破损元件棒的γ扫描测量,元件燃耗分布在9600～45000 MW•d/t（U）之间,获得了完整元件轴向相对燃耗分布、破损元件¹³⁷Cs分布及迁移流失情况。结果显示,破损元件均存在不同程度的Cs迁移流失,破口处存在¹³⁷Cs计数突变（降低）。破损元件¹³⁴Cs/¹³⁷Cs原子比分布与相邻完整元件基本一致,表明¹³⁴Cs、¹³⁷Cs流失比例近似相等,可用¹³⁴Cs/¹³⁷Cs原子比表征其相对燃耗分布;破口处可通过低挥发性核素¹⁵⁴Eu计数水平判断燃料芯块是否缺失。检验结果可为燃料元件破损原因分析及堆内行为分析提供重要依据。     

国产A508-3钢的低周疲劳性能研究

结合承担的973课题,系统开展了国产A508-3钢的低周疲劳性能研究。其目的是通过低周疲劳性能测试、显微硬度计算、断口形貌观察以及微观结构分析,获得材料的疲劳性能数据,评价国产A508-3钢的疲劳性能,并为下一步辐照性能的研究提供数据基础。研究结果表明,国产A508-3钢的低周疲劳性能符合ASME的设计规范,具有循环软化的特征。     

晶界工程对Incoloy 800H合金在850℃ FLiNaK熔盐中腐蚀行为的影响

为了评价晶界工程(GBE)对800H合金在850℃FLiNaK熔盐中腐蚀行为的影响,对GBE 800H和800H合金分别在850℃FLiNaK中进行了100h静态腐蚀试验。应用扫描电子显微镜/能谱仪(SEM/EDS)、聚焦离子束/扫描电镜/能谱仪(FIB/SEM/EDS)、高精度天平测量了质量变化和微区成分变化,观察了腐蚀形貌,并分析了腐蚀机制和过程。结果表明:FLiNaK熔盐主要沿晶界向基体渗透;GBE 800H合金的腐蚀深度和FLiNaK沿晶界的渗透深度都小于800H合金的。