分类： 核科学技术 >> 核科学技术其他学科 提交时间： 2024-05-22
摘要： 作为聚变反应堆候选材料，低活化铁素体钢（马氏体钢）的主要成分是Fe和Cr。在实际工况下，聚变反应产生的氦会进入材料中，产生微观缺陷，从而引起辐照损伤，影响材料的抗辐照能力（氦脆现象）及其它物理性能。本文通过第一性原理计算，模拟得出反应堆主体材料Fe-Cr合金的界面，在不同的替代位和间隙位掺杂He原子，对其结构优化后计算每种结构的形成能，得出He原子在Fe-Cr界面不同位置处的稳定性。与此同时，通过对体积的计算得出He在靠近界面的Fe八面体间隙位时会引起较大的晶格畸变，根据电子态密度分析，推断是He、Fe、Cr三种原子在特定位置相互杂化影响的结果，为下一步研究核级不锈钢微观缺陷及其物理化学性质提供理论依据。
分类： 核科学技术 >> 核科学技术其他学科 提交时间： 2024-05-16
摘要： 作为聚变反应堆候选材料，低活化铁素体钢（马氏体钢）的主要成分是Fe和Cr。在实际工况下，聚变反应产生的氦会进入材料中，产生微观缺陷，从而引起辐照损伤，影响材料的抗辐照能力（氦脆现象）及其它物理性能。本文通过第一性原理计算，模拟得出反应堆主体材料Fe-Cr合金的界面，在不同的替代位和间隙位掺杂He原子，对其结构优化后计算每种结构的形成能，得出He原子在Fe-Cr界面不同位置处的稳定性。与此同时，通过对体积的计算得出He在靠近界面的Fe八面体间隙位时会引起较大的晶格畸变，根据电子态密度分析，推断是He、Fe、Cr三种原子在特定位置相互杂化影响的结果，为下一步研究核级不锈钢微观缺陷及其物理化学性质提供理论依据。
分类： 核科学技术 >> 核科学技术其他学科 提交时间： 2024-05-08
摘要： Fe-Cr合金作为聚变反应堆候选材料中低活化铁素体钢（马氏体钢）的主体成分，在实际工况下，聚变反应产生的氦会进入材料中，产生微观缺陷，从而引起辐照损伤，影响材料的抗辐照能力及其他物理化学性能。本文通过第一性原理计算，模拟得出反应堆主体材料Fe-Cr合金的界面，并在不同的间隙位置和替代位置掺杂He原子，结构优化后计算形成能，得出He原子在不同位置的稳定性。与此同时，通过对体积的计算得出He在靠近界面的Fe八面体间隙位时会引起较大的晶格畸变，这是He、Fe、Cr三种原子在特定位置相互杂化影响的结果。
分类： 核科学技术 >> 辐射物理与技术 提交时间： 2024-04-08
摘要： 中国加速器驱动嬗变研究装置(CiADS)的超导直线段运行在连续波模式下，4K液氦压强波动导致超导腔体产生形变而失谐是影响低β腔稳定运行的重要因素。针对半波长超导谐振腔受氦压波动影响而运行不稳定的问题，以CiADS超导直线段β=0.19的半波长超导谐振腔（HWR019）为例，采用数值模拟的方法对液氦压强波动与该腔的频率变化规律进行仿真研究。通过对腔液氦接触区域、腔体的壁厚、液氦冷却流道的形状与腔体氦压敏感系数(KPrees)之间的关系进行计算分析，实现了将HWR019超导腔KPress值降为接近0的目的；同时通过对腔体进行热力学计算，提供了相应的强化传热方案，有效地降低了超导腔在运行过程中的最高温度，保证了CiADS装置对超导腔稳定运行的需求，其分析优化方法对同类型的低β超导腔也具有借鉴意义。
分类： 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间： 2017-05-24 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要： 本文对液氦温区Vuilleumier耦合脉冲管(VM-PT)制冷机进行了数值计算研究。为了减小来自室温的漏热，将气库置于一级冷头之上。采用SAGE软件建立了数值计算模型，以无负荷制冷温度为目标函数对制冷机运行参数进行了优化。为了进一步了解制冷机的工作原理，研究了脉冲管制冷机内焓流、声功、熵流、压力波、体积流率及温度的沿程分布，并对其相位关系和可用能损失进行了分析。计算结果表明，该制冷机可在平均压力0.9 MPa、压比1.61、运行频率0.8 Hz时得到3.69 K的无负荷制冷温度，在4.2 K时可提供16.24 mW制冷量。
分类： 物理学 >> 核物理学 提交时间： 2023-11-03
摘要： 重锕系核弹靶组合的多核子转移反应可能是产生丰中子超重核的重要突破口，因此设计建造适用于多核子转移反应的丰中子超重核研究的原理性谱仪不仅可以为探索超重核稳定岛奠定技术、方法和装置基础，而且对研究多核子转移反应机制有重要意义。丰中子超重核研究原理性谱仪中的气体单元需要持续不断的高纯度氦气，以停阻多核子转移反应产物并将降能后的离子引出到后续的实验装置。论文主要介绍新研制的丰中子超重核研究原理性谱仪的气体单元低温纯化系统，此系统主要为谱仪提供可循环的高纯度氦气。经实验测定，低温纯化系统可以将99%的氦气纯化到99.999%以上，结合化学纯化单元，纯化后的氦气满足气体单元对高纯度氦气的需求。
分类： 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间： 2017-03-22 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要： 采用针阀、流量计、压力表和功率计等组件，对现有的一台商用GM型氦压缩机进行了实验测试。通过对测得的质量流量、输入电功和进排气压力等数据的分析处理，拟合得到了以压比为自变量的吸气体积流量和?效率的关系式，提出了确定压缩机内部容积分布的方法。吸气体积流量、?效率和容积分布三种特性可用于计算GM型氦压缩机在不同工况下的质量流量、输入电功和进排气压力。
分类： 能源科学 >> 能源（综合） 提交时间： 2017-05-15
摘要： 河盆地有无天然气一直是地学界研究的热点问题之一，而该问题的关键是有无气源岩的存在。为进一步评价因缺乏有效烃源岩而停顿多年的渭河盆地的油气地质前景，结合区域地质背景，通过二维地震反射特征、地热井伴生气及油气化探的CH4、CO2碳同位素数据和钻探成果综合分析，认为渭河盆地深部残留有晚古生代含煤地层：①二维地震反射剖面揭示，渭河盆地深部发育类似鄂尔多斯盆地石炭系—二叠系煤系地层特有的强反射特征（T9），对应于太原组9#、8#和山西组4#、3#主力煤层反射；②地热井伴生气及油气化探样品中δ13CH4在-24.5‰ ~ -40.2‰之间，属于煤型热解—裂解气，大多数样品δ13 Cco2＜-10‰，属有机成因气；③渭参3井揭示盆内存在上古生界二叠系石盒子组，推测下部存在山西组和太原组地层；④渭河盆地在晚古生代为大华北克拉通的一部分，沉积有煤系地层，三叠纪末期开始遭受一定的隆升剥蚀，至新生代渭河断陷盆地开始形成，盆地周缘发生大规模隆升剥蚀，而渭河盆地内这一时期接受了巨厚沉积，前新生代地层（上古生代煤系地层等）得以保存和深埋，即构造演化的差异造成了不同构造单元地层剥蚀和残留程度的差异。综合认为晚古生代煤系地层甚至更晚层位存在于渭河盆地的西安凹陷、固市凹陷和咸渭凸起的部分区域。渭河盆地晚古生代含煤地层可作为油气及氦气载体气的气源岩，为渭河盆地油气及富氦天然气勘探提供了物质基础，同时可为鄂尔多斯周缘断陷盆地群油气资源调查提供借鉴。
分类： 核科学技术 >> 核科学与技术 提交时间： 2024-06-21
摘要： 氦氙冷却反应堆以氦氙混合气体作为布雷顿循环运行工质，具有循环效率高、功率质量比高和运行可靠等特点，在深空大功率核反应堆电源和无人潜航器核动力等领域具有广阔的应用前景。针对氦氙布雷顿循环系统运行特性，本文建立了涡轮机、压缩机、紧凑型换热器等氦氙布雷顿循环热力设备仿真模型，开发了氦氙冷却反应堆布雷顿循环运行性能分析仿真工具。以“普罗米修斯”氦氙冷却反应堆布雷顿循环系统为研究对象，分析循环各点参数与各部件性能对系统效率和系统比功的影响。结果表明：系统效率与系统比功均存在最佳压比，循环最高温度越高、最低温度越低，系统效率与系统比功越大；压力对循环的影响不明显，压力越大，系统效率与系统比功略微减小；回热器总热导率越大，系统效率越大，系统比功不变。
分类： 核科学技术 >> 核材料与工艺技术 提交时间： 2017-08-23
摘要： 钨基材料以其高熔点、高导热率、良好的抗中子辐照和抗溅射腐蚀等优异性能，被视为未来核聚变装置中最有前景的面向等离子材料。在聚变服役环境下，14MeV的高能中子以及低能氢/氦粒子流对钨基材料造成严重的辐照损伤。研究材料的辐照损伤与氢氦效应机理对揭示辐照引起材料微观结构与性能的变化以及探索开发新型抗辐照材料具有重要的意义。近年来，随着计算模拟技术的发展，多尺度模拟方法在聚变堆关键材料辐照损伤与氢氦效应机理研究方面有着广泛的应用。本文主要结合作者近几年的研究实践，介绍了纳米晶钨/铁的抗辐照损伤机理、钨中氢滞留机制、合金元素强化界面机制、嬗变元素偏聚及其对氦泡形成机制的影响。通过多尺度模拟方法来获取材料在辐照环境下的不同时间/空间层次的结构演化信息，从而揭示材料的辐照损伤与氢氦效应机理，为聚变堆面向等离子体材料的优化设计与性能调控提供理论基础。
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