可燃毒物铒的辐照及其同位素热电离质谱法测定

铒(Er)是一种适用于轻水堆(LWR)的长效可燃毒物,Er_2O_3的堆内辐照是研究中子毒物Er辐照性能的基本手段。Er_2O_3在高通量工程试验堆(HFETR)中子注量率约为2×10~(14)/(cm~2·s)的辐照孔道中辐照91.3h。采用热电离质谱法(TIMS)测定辐照前、后样品中Er同位素丰度,跳峰模式测定6个Er同位素,低丰度~(162)Er由法拉第杯检测。测定时准确控制升温测量电流,将蒸发带和电离带电流控制在1 400、5 500mA以下,可减小~(168)Yb、~(170)Yb对~(168)Er、~(170)Er的同量异位素影响。结果表明,经中子辐照后~(166)Er、~(167)Er、~(168)Er同位素丰度变化较大,丰度变化与中子吸收截面大小密切相关。     

轻水堆含钆燃料棒稳态辐照行为分析

国内外的压水堆燃料组件最新设计中,广泛采用钆燃料（UO₂-Gd₂O₃）作为可燃毒物来控制初始反应性和展平堆芯功率分布。钆燃料棒的性能与普通燃料棒存在较大差异,本文利用燃料元件性能分析程序FRAPCON-3.5对BR3堆内含钆燃料棒性能进行计算,并与实验测量值进行比较。结果表明：FRAPCON-3.5对含钆燃料棒的计算结果与实验测量值符合较好;含钆燃料棒在辐照初期强化了燃料棒自屏效应,对燃料的径向功率分布影响显著;在平均功率密度相同的情况下,燃料中加入钆会导致热导率降低,芯块温度升高;钆含量不同,裂变气体释放及燃料和包壳的变形略有差异。     

B4C—Zr—2可燃毒物的辐照性能及其评价

对用于压水堆的 B_4C-Zr-2弥散体可燃毒物进行的辐照和分析表明:B_4C-Zr-2弥散体可燃毒物经(0.45-2.19)×10~(21)n/cm~2辐照后,其辐照稳定性好,芯块直径仅增加0.1-0.25%,氦气释放量小,当中子积分通量达到1.26×10~(21)n/cm~2时,其~(10)B 燃耗大于99%。     

Gd2O3—UO2芯块中钆和铀含量的IDMS测定

本文介绍了Ｇｄ２Ｏ３－ＵＯ２芯块中Ｇｄ和Ｕ含量的同位素稀释质谱法，分别为浓缩＾１５７Ｇｄ和＾２３３Ｕ作稀释剂，定量加入到芯块溶液中，然后用萃淋树脂萃取分离出Ｇｄ和Ｕ，用热表面电离质谱计测定，本法对Ｇｄ和Ｕ含量的测定精密度为０．７％。     

辐照硼同位素丰度测定技术

本文介绍了辐照材料中硼同位素丰度的测定技术,其中包括硼不锈钢管、硼硅酸盐玻璃管和B_4C-Zr-2合金芯体的化学分离和质谱分析技术。     

百万千瓦级压水堆核电站长燃烧堆芯钆可燃毒物优化研究

对百万千瓦参考核电站长燃耗堆芯采用的可燃毒物含量与堆芯燃料管理主要结果进行分析研究。该研究采用先进的燃料管理程序系统,对不同可燃毒物含量和不同可燃毒物棒根数据的进行了计算,给出了组件无了增殖因子随燃耗的变化关系,据此对参考堆芯采用相同的装载进行了４种方案燃料管理计算。     

宁德核电站一号机组首循环启动物理试验结果分析

宁德核电站一号机组作为世界首例首循环采用钆作为可燃毒物的大型商用压水堆,堆芯首次启动物理试验是检验堆芯设计的重要依据。本文叙述了宁德核电站一号机组反应堆首次启动物理试验理论分析模型、程序和计算结果与测量值的比较。结果表明,理论预计值与实测结果符合良好,偏差均满足验收准则。     

反应率线性外推含钆燃料燃耗计算方法的改进

传统预估-校正方法(Predictor-Corrector Method,PC方法)在采用较大步长进行含钆燃料燃耗计算时会出现显著的误差,为此,日本学者提出了微观反应率线性外推方法(Projected Predictor-Corrector Method,PPC方法),获得明显的改进效果.本文从钆的微观反应率随核子密度...     

TIMS测定模拟1AF料液中铀钚同位素组分

采用溶剂萃取/离子交换分离-热表面电离质谱法,对模拟1AF料液中铀钚同位素组分测定技术进行了研究。通过对化学分离条件、仪器测量参数、信号强度、各种干扰等测定条件的研究和选择,实现了铀、钚同位素组分的精密测定。在选定的条件下,测定了模拟1AF料液中的铀钚同位素,主要同位素235U和239Pu测定精密度(sr)均优于0.05%。     

基于长寿期压水堆的新型可燃毒物材料组合研究

长寿期压水堆采用单一可燃毒物组件的设计不是最优选择。为满足长寿期压水堆中可燃毒物对反应性控制的综合需求,本文针对具有较好中子学性能的新型可燃毒物²³¹Pa₂O₃、PACS-J、PACS-L、¹⁶⁷Er₂O₃和¹⁵⁷Gd₂O₃进行组合研究。结果表明,采用“快燃耗”与“慢燃耗”可燃毒物进行组合的组件可以达到更优的结果。其中对于“低富集度”下的燃料组件,可以选用²³¹Pa₂O₃与PACS-J、PACS-L与¹⁶⁷Er₂O₃的组合方案;对于“高富集度”下的燃料组件,可以选用²³¹Pa₂O₃与PACS-J、¹⁵⁷Gd₂O₃和^167<...     

Gd2O3-UO2芯块中添加U3O8研究

Gd2O3-UO2可燃毒物燃料是近年来核电站采用较为普遍的可燃毒物之一。传统观点认为在芯块制造过程中添加U3O8粉末会降低芯块的烧结密度．本文研究了在Gd2O3-UO2芯块基体密度-94％T．D的基础上．添加不同品比例由AUC煅烧得到的U3O8粉末，经成型，H2/H2O气氛中1750℃烧结后表明．随着U3O8加入量的增加，芯块的密度也随之增加，U3O8添加量大于40wt％时芯块的密度达到-97％T.D．,U3O8的加入相当于起到了助烧剂的作用．这一现象和传统的U3O8降低芯块密度的观点正好相反．而芯块的平均晶粒尺寸-8μm。     

基于遗传算法的可燃毒物设计优化方法研究

可燃毒物可补偿寿期初过剩反应性及展平功率分布,因此对堆芯燃料组件设计具有重要意义。目前传统的优化设计主要依靠设计者的主观经验及判断,复杂耗时,其设计效率及可靠性急待改进。本文将多目标并行遗传算法应用于压水堆组件毒物选型优化,以反应性控制、功率分布和不同时期燃耗剩余等为目标,对可燃毒物材料类型、含可燃毒物燃料棒排列方式、毒物含量、轴向分层等决策变量进行优化,研究了遗传算法在燃料组件毒物多目标优化设计中的理论模型及实现方法。同时将遗传算法与蒙特卡罗粒子输运方法有机结合,应用到压水堆燃料组件设计中,得到了组件可燃毒物优化方案。针对二维和三维燃耗计算,分别筛选了13和40种优化方案。计算结果表明：Er2O3用作毒物的综合效果最好;Gd2O3、Eu2O3和Sm2O3的应用需结合堆芯方案开展进一步研究;HfO2和Dy2O3不适合用作可燃毒物。该结果与通过人工搜索优化得到的结论基本一致。同时,三维轴向分层可为优化提供更多可选的材料种类方案,以部分毒物的分层布置方式可减小功率峰因子。本文研究为堆芯燃料/毒物设计提供了先进方法及工具。     

同位素稀释质谱法测定动力堆辐照元件中^149Sm的含量

一、引言 核燃料经反应堆辐照后,产生一系列裂变产物。~(149)Sm是裂变产物中的一个核素,它具有较大的中子反应截面。当它大量存在时,严重影响中子的利用率。因此,~(149)Sm含量的测定,对反应堆的运行、设计和核燃料的后处理等工作,具有重要意义。 本工作采用同位素稀释质谱法,对反应堆辐照元件中~(149)Sm的累积量进行了测定。为了降低元件样品用量和减少误差来源,采取相应的措施,获得满意结果。     

同位素稀释质谱法测定LiOH中痕量Sm,Eu,Gd和Dy

建立了LiOH中痕量Sm、Eu、Gd和Dy的同位素稀释质谱法(IDMS)。方法简便,一次涂样可测4个元素。本法测定含Sm、Eu、Gd和Dy分别为0.00820、0.00373、0.00569和0.103μg/g的LiOH试样时的精密度分别为±10％、±5.9％、±9.7％和±5.6％,可以满足核电站用LiOH及LiF的分析需要。     

硼化锆在CPR1000核电厂1/4换料燃料管理中的应用研究

采用SCIENCE V2软件包,对CPR1000核电厂1/4换料燃料管理采用硼化锆可燃毒物和氧化钆可燃毒物的组件反应性,以及采用这2种可燃毒物堆芯的径向功率峰因子、循环长度、停堆裕量等参数进行计算分析.结果表明,在CPR1000核电厂1/4换料燃料管理中采用硼化锆可燃毒物是可行的,可获得更长的循环长度.     

同位素辐照组件热工水力计算与试验研究

采用数值模拟方法建立了同位素辐照组件的儿何模型和数学模型,利用COBRAⅢC/MIT程序计算了同位素辐照组件的热工水力参数,并与试验结果进行了分析比较.计算得出辐照组件表面和中心最高温度分别为66.6℃和72.7℃,小于设计限值80℃;辐照组件热通道最小偏离泡核沸腾比为5.72,大于其设计限值1.5.分析结果证明,同位素辐照组件入堆辐照的热工安全性能满足要求.     

复合助烧剂对Gd2O3-UO2芯块微观结构的影响

Gd2O3-UO2可燃毒物燃料是近年来核电站采用较为普遍的可燃毒物之一。本文研究了在Gd2O3-UO2芯块中添加A12O3、TiO2、V2O5各150μg／g的复合助烧剂对芯块微观结构的影响。研究表明添加复合助烧剂后可以降低Gd2O3-UO2芯块的致密化温度．在H2气氛中，1500℃烧结4h后的Gd2O3-UO2芯块的密度可达～97％TD，芯块的闭口孔在1400～1750℃整个温度范围内一直呈下降趋势．烧结温度为1750℃时芯块中气孔数量比1600℃时减少．但单个气孔体积增大．其主要机制可能是小气孔之间发生融合。添加助烧剂后，在1400～1600℃温度之间晶粒生长速度出现不一致．部分晶粒开始迅速生长，晶粒大小分布出现双峰现象；当温度为1750℃时，晶粒大小分布为正态分布．双峰现象消失，平均晶粒尺寸约为25μm。     

γ辐照保藏甜杏仁的研究

介绍了~(60)Co γ射线对甜杏仁杀虫灭菌的研究。结果表明,杀死甜杏仁表面上虫卵的适宜剂量为3.5kGy,常温下可保藏7个月以上,完好率为100％,微生物可减少99％以上。可安全越夏保存。辐照甜杏仁的主要化学成份未发生明显变化。     

FT—TIMS测量含铀微粒铀同位素比的分析方法研究

环境取样是国际核保障的重要手段。含铀微粒同位素比是铀浓缩设施核保障必须分析的项目。微粒铀同位素分析有许多技术途径，FI-TIMS是其中一种。