先进核反应堆用铅铋合金性能及纯净化技术研究

发布时间：2022-04-25 22:03

　　加速器驱动次临界系统（ADS）因其嬗变能力强,中子经济性好以及其固有安全性成为未来先进核反应堆主要备选堆型。铅铋共晶合金（Pb44.5Bi55.5, LBE）因具有熔点低、沸点高、低的饱和蒸汽压、化学惰性、中子截面小和热导率高等优点而成为ADS散裂靶材料和冷却剂的首选材料。和纯Pb相比,Bi是稀有金属,资源有限,价格昂贵,并且服役过程中会产生挥发性的210po,且纯Pb和LBE相比较,除熔点外,其他性能均优于LBE,因此国际核科学家倾向于用纯Pb代替LBE,但使用高熔点的纯Pb会存在一些工程问题。LBE和纯Pb之间随Bi含量减少,熔点缓慢上升,没有陡峭边界,结合Pb和LBE的各自优点,可考虑减少Bi的含量,选用亚共晶合金作为冷却剂材料。杂质的存在会显著降低液态金属热导率和粘度等热物性能,并且杂质在管壁的沉积将会引起可能性的风险（如堵塞换热器流道和管道）,进而可能影响堆的安全运行等,导致停堆等事故,故需要制备高纯铅铋合金,对其性能开展研究,以优化其成分；并探索在线净化技术,以净化服役过程中产生的杂质,减少或避免上述问题发生的概率,保证堆的安全运行。本论文开展了高纯铅铋合金制备工艺研究,同... 

【文章页数】：109 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 铅基合金纯净化技术研究进展
    1.2 铅基合金性能研究进展
    1.3 论文主要研究内容与意义
第二章 合金纯净化技术及性能研究基础
    2.1 真空感应炉冶炼制备原理
    2.2 在线净化方法及原理
    2.3 液态铅铋性能研究方法与原理
    2.4 本章小结
第三章 高纯铅铋合金制备与测试
    3.1 铅铋合金成分设计
    3.2 制备工艺研究
    3.3 本章小结
第四章 铅铋合金热物性能研究
    4.1 铅铋合金粘滞性能研究
    4.2 铅铋合金热膨胀性能研究
    4.3 本章小结
第五章 铋含量对铅铋合金与结构材料相容性影响
    5.1 实验装置及方法
    5.2 结果讨论与分析
    5.3 本章小结
第六章 铅铋合金的在线净化技术研究
    6.1 冷阱在线净化装置实验目标与设计原则
    6.2 冷阱在线净化装置方案设计
    6.3 冷阱在线净化装置换热计算
    6.4 本章小结
第七章 总结和展望
    7.1 总结
    7.2 论文创新点
    7.3 未来工作展望
参考文献
发表论文及申请专利目录
参与项目与获得奖励情况
致谢



本文编号：3648419