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基于弥散燃料颗粒开裂的裂变气体释放模型
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作者 陈洪生 龙冲生 +2 位作者 肖红星 天国 高雯 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期85-91,共7页
根据弥散燃料颗粒开裂后裂变气体的3种释放途径,分别建立了裂纹连通释放模型、气泡连通释放模型以及原子扩散释放模型,综合得到了基于弥散燃料颗粒开裂的裂变气体释放模型,并采用该模型对裂变气体释放量进行了计算。结果表明:裂变气体... 根据弥散燃料颗粒开裂后裂变气体的3种释放途径,分别建立了裂纹连通释放模型、气泡连通释放模型以及原子扩散释放模型,综合得到了基于弥散燃料颗粒开裂的裂变气体释放模型,并采用该模型对裂变气体释放量进行了计算。结果表明:裂变气体释放量主要由裂纹连通释放途径贡献;燃耗深度越高,裂变气体释放量的增加速率会越大;随着退火温度的增加,裂变气体释放量迅速增加,而退火时间越长,裂变气体释放量的增加速率越低。通过裂变气体释放量模型计算得到的裂纹宽度与实验观察到的裂纹宽度符合较好,对比结果验证了基于弥散燃料颗粒开裂的裂变气体释放模型的合理性。 展开更多
关键词 裂变气体释放 弥散燃料颗粒 开裂 燃耗 数理模型
裂变气体气泡尺寸对弥散燃料颗粒内部特征的影响规律
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作者 陈洪生 龙冲生 +3 位作者 肖红星 天国 高雯 赵毅 《核动力工程》 CSCD 北大核心 2018年第2期27-31,共5页
在前期均匀裂变气体气泡尺寸弥散燃料颗粒开裂模型基础上,基于不同尺寸气泡压力作用于燃料相的米塞斯(Mises)应力相等这一假设条件,建立了非均匀气泡尺寸的燃料颗粒开裂模型,并通过模型计算了裂变气体气泡尺寸对燃料相等效层厚度... 在前期均匀裂变气体气泡尺寸弥散燃料颗粒开裂模型基础上,基于不同尺寸气泡压力作用于燃料相的米塞斯(Mises)应力相等这一假设条件,建立了非均匀气泡尺寸的燃料颗粒开裂模型,并通过模型计算了裂变气体气泡尺寸对燃料相等效层厚度、气泡中气体原子数、气泡压力、燃料相最大张应力等内部特征的影响规律。计算结果表明:当气泡半径较大时,燃料相等效层厚度与气泡半径近似呈线性关系,当气泡尺寸较小时,等效层厚度与气泡半径之比随气泡半径减小急剧增加;随着气泡半径减小,气体原子数浓度增加;在升温过程中气泡内壁最大张应力的增大速率明显高于开裂阻力,气泡半径越小,燃料颗粒开裂温度越低。 展开更多
关键词 弥散燃料颗粒 气泡尺寸 内部特征 数理模型
再加工对改进型N18板材第二相的影响
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作者 陈波全 邱绍宇 +4 位作者 彭倩 戴训 王朋飞 刘鸿 天国 《核动力工程》 CSCD 北大核心 2018年第2期32-36,共5页
采用差热分析(DSC)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等多种研究手段系统地研究了改进型N18板材再加工(在750℃、780℃和800℃热轧3或4道次后再冷轧,冷轧后在540~600℃退火1.5~50h)对第二相的影响。结果表明:热轧进入了双相... 采用差热分析(DSC)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等多种研究手段系统地研究了改进型N18板材再加工(在750℃、780℃和800℃热轧3或4道次后再冷轧,冷轧后在540~600℃退火1.5~50h)对第二相的影响。结果表明:热轧进入了双相区。在冷轧和随后的退火过程中,热轧过程中形成的β-Zr发生分解,析出细小的第二相,导致团簇状分布的细小第二相的形成;第二相为密排六方(HCP)的Zr(Fe,Cr,Nb)2相。原板材中大部分第二相的合金元素原子百分比n(Fe)/[n(Cr)+n(Nb)]在5/3附近。再加工之后,n(Fe)/[n(Cr)+n(Nb)]呈现下降的趋势。团簇析出的细小第二相中Nb含量更高,n(Fe)/[n(Cr)+n(Nb)]接近1。 展开更多
关键词 锆合金 第二相 Zr-Fe-Nb 再加工 N18
基于沉淀相粗化机制的裂变气泡长大模型研究
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作者 龙冲生 张雨 +3 位作者 陈洪生 肖红星 天国 赵毅 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期43-45,共3页
基于合金中沉淀相粗化机制,建立了裂变气泡(FGB)长大的数学模型,以铀合金和陶瓷UO_2燃料为例,计算了在不同辐照温度和外压约束下气孔率、平均孔径随燃耗深度的变化。对UO_2燃料,当外压约束相同时,在700°C下的气孔率增长速度比400... 基于合金中沉淀相粗化机制,建立了裂变气泡(FGB)长大的数学模型,以铀合金和陶瓷UO_2燃料为例,计算了在不同辐照温度和外压约束下气孔率、平均孔径随燃耗深度的变化。对UO_2燃料,当外压约束相同时,在700°C下的气孔率增长速度比400°C下的约快25%;外压约束对FGB的长大有一定抑制作用,但影响相对较小。由于金属燃料易于发生塑性变形,在同样的燃耗下,气孔率和平均孔径都显著大于陶瓷燃料。 展开更多
关键词 裂变气体气泡 长大 机理模型 沉淀相粗化机制
锆合金氧化膜微观缺陷的量化表征
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作者 龙冲生 天国 +2 位作者 陈洪生 肖红星 赵毅 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期87-90,共4页
基于离子在氧化膜中的迁移,建立一种可量化表征合金氧化膜微观缺陷的离子迁移方法(IMM)。利用IMM方法,对不同成分的锆合金在不同条件下腐蚀得到的氧化膜样品进行了测试。结果表明:建立的方法能清楚地反映氧化膜中的微观缺陷情况以及... 基于离子在氧化膜中的迁移,建立一种可量化表征合金氧化膜微观缺陷的离子迁移方法(IMM)。利用IMM方法,对不同成分的锆合金在不同条件下腐蚀得到的氧化膜样品进行了测试。结果表明:建立的方法能清楚地反映氧化膜中的微观缺陷情况以及微观缺陷随腐蚀条件的变化。该方法进一步完善后,可以为合金氧化微观结构量化分析提供一个有效手段。 展开更多
关键词 氧化膜 微观缺陷 量化表征 离子迁移方法
蒸汽中的溶解氧对锆合金腐蚀行为的影响
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作者 天国 林建康 +1 位作者 龙冲生 陈洪生 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期209-216,共8页
研究了400℃,10.3 MPa蒸汽中,溶解氧(DO)的存在对Zr-4,N18(Zr-1.0Sn-0.3Nb-0.3Fe-0.1Cr)以及N36(Zr-1.0Sn-1.0Nb-0.3Fe)合金腐蚀行为的影响,采用微循环动水回路将溶解氧含量分别控制在0.1×10^-6和1.0×10^-6.结果表明,2... 研究了400℃,10.3 MPa蒸汽中,溶解氧(DO)的存在对Zr-4,N18(Zr-1.0Sn-0.3Nb-0.3Fe-0.1Cr)以及N36(Zr-1.0Sn-1.0Nb-0.3Fe)合金腐蚀行为的影响,采用微循环动水回路将溶解氧含量分别控制在0.1×10^-6和1.0×10^-6.结果表明,2种溶解氧浓度条件下,腐蚀90 d后,N18合金的腐蚀增重与Zr-4合金的腐蚀增重接近,而N36合金的腐蚀增重最高.腐蚀初期,DO含量更高的条件下3种合金的腐蚀增重反而更低;随着腐蚀时间的延长,1.0×10^-6DO条件下合金的腐蚀增重逐渐超过0.1×10^-6DO条件下的腐蚀增重,Nb含量越高的合金,所需的时间越短. 展开更多
关键词 锆合金 腐蚀行为 循环回路 溶解氧
基于断裂强度的陶瓷燃料颗粒开裂模型 被引量:1
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作者 龙冲生 赵毅 +2 位作者 高雯 肖红星 天国 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期92-96,105共6页
基于陶瓷燃料断裂强度建立弥散型燃料中陶瓷燃料颗粒开裂行为的数学模型。以铜基弥散型燃料为例,通过计算预测燃料颗粒的开裂温度与燃耗的关系,分析基体金属、环境约束、燃料相的体积、燃料颗粒尺寸对开裂温度的影响,探讨提高燃料颗... 基于陶瓷燃料断裂强度建立弥散型燃料中陶瓷燃料颗粒开裂行为的数学模型。以铜基弥散型燃料为例,通过计算预测燃料颗粒的开裂温度与燃耗的关系,分析基体金属、环境约束、燃料相的体积、燃料颗粒尺寸对开裂温度的影响,探讨提高燃料颗粒开裂温度的途径。结果表明,燃料颗粒开裂温度与燃耗深度近似呈幂律关系,随燃料相体积的增加近似直线下降;裂变气体气孔率和孔径的增加利于提高颗粒的开裂温度。 展开更多
关键词 陶瓷燃料颗粒 开裂 数学模型 断裂强度
Mo对Zr-Fe-Cr合金力学性能的影响
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作者 天国 龙冲生 +3 位作者 栾佰峰 王雯 陈乐 刘云明 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期2553-2557,共5页
采用非自耗真空电弧熔炼方法制备Zr-0.4Fe-1.0Cr-xMo(x=0,0.2,0.4,0.6)合金材料,研究了该锆合金在室温下及350℃下的拉伸性能。Zr-0.4Fe.1.0Cr-xMo合金的强度高于Zr-1.0Sn-0.3Nb-0.3Fe-0.1Cr合金。室温下,合金的抗... 采用非自耗真空电弧熔炼方法制备Zr-0.4Fe-1.0Cr-xMo(x=0,0.2,0.4,0.6)合金材料,研究了该锆合金在室温下及350℃下的拉伸性能。Zr-0.4Fe.1.0Cr-xMo合金的强度高于Zr-1.0Sn-0.3Nb-0.3Fe-0.1Cr合金。室温下,合金的抗拉伸强度随着Mo含量的增加而降低,而350℃下,合金的抗拉伸强度随着Mo含量的增加而升高,Mo对Zr-0.4Fe-1.0Cr合金有明显的高温强化作用。形变强化指数n值随Mo含量的变化趋势与屈服强度的变化趋势相反。Mo含量对Zr-0.4Fe-1.0Cr-xMo合金拉伸性能的影响与Mo的添加引起第二相粒子特征的变化密切相关。 展开更多
关键词 锆合金 拉伸性能 第二相粒子
Zr-0.4Fe-1.0Cr-xMo合金在500℃和10.3MPa水蒸汽中的腐蚀行为 被引量:1
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作者 天国 龙冲生 +2 位作者 苗志 刘云明 栾佰峰 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期717-724,共8页
采用真空非自耗电弧熔炼方法制备了4种不同Mo含量的Zr-0.4Fe-1.0Cr-xMo(x=0,0.2,0.4,0.6,质量分数,%)合金材料,研究了其在500℃,10.3MPa过热水蒸汽中的耐腐蚀性能以及添加Mo对合金耐腐蚀性能的影响.结果表明,Zr-0.4Fe-1... 采用真空非自耗电弧熔炼方法制备了4种不同Mo含量的Zr-0.4Fe-1.0Cr-xMo(x=0,0.2,0.4,0.6,质量分数,%)合金材料,研究了其在500℃,10.3MPa过热水蒸汽中的耐腐蚀性能以及添加Mo对合金耐腐蚀性能的影响.结果表明,Zr-0.4Fe-1.0Cr-xMo合金中含有大量细小的第二相粒子,其腐蚀速率远远低于Zr-4,N18和M5合金.Mo的添加促进了氧化膜生长过程中的演变,降低了耐腐蚀性能.不含Mo合金的氧化膜生长动力学在整个腐蚀周期(2000h)内一直保持近似立方规律,而含Mo合金的氧化膜生长动力学在500-1000h内由近似立方规律向直线规律转变. 展开更多
关键词 锆合金 Mo 耐腐蚀性能 第二相粒子 氧化膜
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