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一体化快堆顶层设计要求研究
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作者 周培德 张熙司 +9 位作者 胡赟 冯伟伟 刘琳 颜寒 王凤龙 王事喜 张强 李新宇 宋英韵 薛方元 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第S1期15-26,共12页
一体化闭式循环快堆核能系统,简称一体化快堆,是核裂变能发展的高级阶段。为确保其满足先进核能系统的定位,应基于一体化快堆的特点及用户需求,开展顶层设计要求研究,为后续设计和技术研发指明方向。国际上对第四代核能系统的评价建立... 一体化闭式循环快堆核能系统,简称一体化快堆,是核裂变能发展的高级阶段。为确保其满足先进核能系统的定位,应基于一体化快堆的特点及用户需求,开展顶层设计要求研究,为后续设计和技术研发指明方向。国际上对第四代核能系统的评价建立了相关方法学,本文结合第四代核能系统评价方法学关注的经济性、安全性、可持续性及防核扩散等方面,特别是与设计相关的用户要求条款,研究提出一体化快堆的顶层设计要求,为开展一体化快堆设计工作设定设计目标或指标要求。 展开更多
关键词 一体化快堆 第四代核能系统 用户要求 设计要求
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钠冷快堆技术发展综述
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作者 杨红义 周培德 +4 位作者 王明政 刘一哲 杨勇 颜寒 阿热爱·努尔兰 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第S1期1-14,共14页
钠冷快堆是以液态金属钠作为冷却剂的快中子核反应堆。本文系统地阐述了钠冷快堆技术的发展历程与现状。首先回顾了钠冷快堆早期在国际范围内的发展情况,探讨了第四代核能系统的核心技术概念,并对21世纪以来钠冷快堆的发展现状进行了分... 钠冷快堆是以液态金属钠作为冷却剂的快中子核反应堆。本文系统地阐述了钠冷快堆技术的发展历程与现状。首先回顾了钠冷快堆早期在国际范围内的发展情况,探讨了第四代核能系统的核心技术概念,并对21世纪以来钠冷快堆的发展现状进行了分析;然后总结了钠冷快堆技术发展的主要趋势以及关键技术发展路线;最后对中国钠冷快堆未来的发展趋势进行了分析与展望。通过对钠冷快堆技术的系统性总结,揭示了其未来发展的方向和潜力,为后续科学研究和工程实践提供了理论支持与参考依据。 展开更多
关键词 第四代核能系统 钠冷快堆 闭式燃料循环后处理 一体化快堆
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先进核能发展情景研究
3
作者 杨勇 周培德 +3 位作者 叶国安 杨红义 胡赟 宋英韵 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第S1期27-33,共7页
核能是安全、经济、高效的清洁低碳能源。核能大规模、可持续发展面临着铀资源供应及放射性废物处理处置两大挑战。为最大化利用天然铀资源,减少长寿命废物总量,实现核裂变能长期可持续发展,快堆及其先进闭式核燃料循环是首选技术路线... 核能是安全、经济、高效的清洁低碳能源。核能大规模、可持续发展面临着铀资源供应及放射性废物处理处置两大挑战。为最大化利用天然铀资源,减少长寿命废物总量,实现核裂变能长期可持续发展,快堆及其先进闭式核燃料循环是首选技术路线。本文基于目前我国核电发展格局及未来发展展望,绘制了压水堆和快堆匹配发展的先进核能发展情景图。 展开更多
关键词 双碳目标 燃料循环 一体化快堆 核能发展情景
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一体化快堆包壳用ODS合金的研制
4
作者 李静 李峻宏 +5 位作者 冯伟 熊良银 刘实 刘一哲 李依依 周培德 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第S1期148-158,共11页
氧化物弥散强化(oxide dispersion strengthened,ODS)合金因为其优异的高温力学性能、耐辐照肿胀性能和耐腐蚀性能成为第4代裂变反应堆及一体化快堆包壳的优选结构材料,其杰出的综合性能与基体中弥散分布的、尺寸细小的纳米析出相密不... 氧化物弥散强化(oxide dispersion strengthened,ODS)合金因为其优异的高温力学性能、耐辐照肿胀性能和耐腐蚀性能成为第4代裂变反应堆及一体化快堆包壳的优选结构材料,其杰出的综合性能与基体中弥散分布的、尺寸细小的纳米析出相密不可分。通过机械合金化和热等静压工艺,研制了两组12Cr-ODS FeCr合金。采用旋转锻造和冷轧工艺实现ODS合金棒材和包壳管材的制备,并开展纳米析出相分析、力学性能测试及热物理性能检测。结果表明,两组合金中的纳米氧化物主要为立方结构的Y_(2)Ti_(2)O_(7),尺寸细小且弥散分布;少量C元素的添加增加纳米析出相的颗粒尺寸。纳米析出相在合金中的弥散分布不影响材料体系的膨胀系数和热导率,但是影响材料的比热容,增加材料在高温条件下的热惯性。由于合金内纳米析出相的高密度析出及其对位错和晶界的强钉扎,ODS合金棒材表现出优异的抗高温蠕变性能,ODS合金管材表现出优异的高温拉伸性能。 展开更多
关键词 包壳材料 氧化物弥散强化合金 纳米析出相 高温力学性能
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一体化快堆金属燃料发展现状及研发规划
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作者 冯伟 刘一哲 +2 位作者 任媛媛 杨勇 周培德 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第S1期34-40,共7页
金属燃料具有增殖比高、后处理流程简单、安全性好、处置长寿命锕系核素方便、可组成一体化快堆核电站等优点,是快堆燃料的理想选择。早期金属燃料由于材料选型和元件设计上的不足,使用燃耗较低(不超过5at.%)。后来,国际上其他国家(主... 金属燃料具有增殖比高、后处理流程简单、安全性好、处置长寿命锕系核素方便、可组成一体化快堆核电站等优点,是快堆燃料的理想选择。早期金属燃料由于材料选型和元件设计上的不足,使用燃耗较低(不超过5at.%)。后来,国际上其他国家(主要是美国、日本、韩国等)通过不断的材料选型和元件设计优化,基本可以确定金属燃料燃耗最高可到20at.%。针对我国一体化快堆U-TRU-Zr金属燃料选型和高燃耗的研发需求,调研了国内外快堆金属燃料的研发现状,提出了高燃耗金属燃料关键问题和解决方案,制定了我国一体化快堆高燃耗U-TRU-Zr金属燃料的研发技术路线。 展开更多
关键词 金属燃料 高燃耗 元件设计 一体化快堆
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一体化快堆全锕系核素循环的物理可行性分析 被引量:2
6
作者 周培德 胡赟 +4 位作者 霍兴凯 张强 王振忠 宋英韵 陆佩漪槟 《中国核电》 2024年第4期448-453,共6页
一体化快堆是一体化闭式循环快堆核能系统的简称,由钠冷快堆、金属燃料制造设施、乏燃料处理设施和废物整备设施组成,是快堆及其燃料循环系统的高级发展阶段,能够实现铀资源的高效利用和废物最小化,显著提升闭式核燃料循环的质量和效率... 一体化快堆是一体化闭式循环快堆核能系统的简称,由钠冷快堆、金属燃料制造设施、乏燃料处理设施和废物整备设施组成,是快堆及其燃料循环系统的高级发展阶段,能够实现铀资源的高效利用和废物最小化,显著提升闭式核燃料循环的质量和效率。一体化快堆的最主要特征是核燃料的快速循环和多次循环,且核燃料的组成包括铀、钚和次锕系核素,可以称为全锕系核素循环。本文从反应堆核设计、燃料制造燃料成分控制方法、乏燃料处理回收率要求、燃料循环过程中物料辐射特性等方面,分析评估了一体化快堆全锕系核素循环的物理可行性。 展开更多
关键词 一体化快堆 全锕系核素循环 物理可行性
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钠冷快堆先进建模与高性能粒子输运数值模拟进展 被引量:5
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作者 周培德 薛小刚 +9 位作者 吴明宇 王事喜 吴宗芸 霍兴凯 高鑫钊 张强 付元光 周生诚 刘晨 马建明 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期2395-2407,共13页
钠冷快堆高性能数值模拟基于先进建模技术、大规模并行计算技术,实现大型池式快堆多物理过程精细化分析计算,包括池式结构快堆堆本体范围中子和γ射线深穿透计算,堆芯范围pin-by-pin精细化功率分布计算及输运-燃耗耦合计算,堆芯核-热子... 钠冷快堆高性能数值模拟基于先进建模技术、大规模并行计算技术,实现大型池式快堆多物理过程精细化分析计算,包括池式结构快堆堆本体范围中子和γ射线深穿透计算,堆芯范围pin-by-pin精细化功率分布计算及输运-燃耗耦合计算,堆芯核-热子通道耦合计算。建立快堆高性能多物理耦合计算系统,并实现可视化输入和输出,可快速获得堆芯或堆本体范围更为清晰的物理图像,为反应堆设计迭代、整体方案优化等提供支撑。 展开更多
关键词 钠冷快堆 高性能数值模拟 先进建模 并行计算 耦合
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红外图像边缘提取的算法 被引量:4
8
作者 周培德 付梦印 +1 位作者 黄源水 刘羿彤 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期524-527,共4页
提出一种对图像矩阵中的每行(或每列)进行搜索,寻找出各行(或各列)相邻像素之间灰度差值的最大值与最小值,并将达到极值处的像素灰度值作为该行(或该列)的边界灰度值,使用得到的列边界灰度值或行边界灰度值计算出阈值从而提取红外图像... 提出一种对图像矩阵中的每行(或每列)进行搜索,寻找出各行(或各列)相邻像素之间灰度差值的最大值与最小值,并将达到极值处的像素灰度值作为该行(或该列)的边界灰度值,使用得到的列边界灰度值或行边界灰度值计算出阈值从而提取红外图像边缘的算法;此外,利用黄金分割方法,并采用多阈值及限定区域的思想设计提取图像边缘的另一种算法;分析了文中算法的时间复杂度。实验结果表明,文中算法能够快速有效地提取红外图像的边缘,并能满足红外自动目标识别的实际需要。 展开更多
关键词 计算机科学技术基础学科 红外图像 边缘提取 黄金分割 多阈值
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小型反应堆技术发展趋势 被引量:15
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作者 周培德 侯斌 +2 位作者 陈晓亮 乔鹏瑞 齐少璞 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S01期218-225,共8页
小型反应堆预期应用领域广,采用不同技术路线的小型反应堆有相应的特点和优先的应用方向。采用不同冷却剂的小型反应堆,要解决的技术问题不尽相同,如钠冷小型反应堆,重点需解决长达十几年的换料周期、钠水反应安全等问题。铅铋冷小型反... 小型反应堆预期应用领域广,采用不同技术路线的小型反应堆有相应的特点和优先的应用方向。采用不同冷却剂的小型反应堆,要解决的技术问题不尽相同,如钠冷小型反应堆,重点需解决长达十几年的换料周期、钠水反应安全等问题。铅铋冷小型反应堆,重点需解决耐腐蚀耐高温结构材料、210 Po防护、一体化小型化等设计和工程技术问题。中国原子能科学研究院(CIAE)基于中国实验快堆和霞浦示范快堆技术研究,推出了较为成熟的小型钠冷快堆设计方案,其也是CIAE在小型反应堆技术应用研究领域具有代表性的成果之一。 展开更多
关键词 小型反应堆 钠冷快堆 一体化
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红外图像边缘提取的随机阈值方法 被引量:2
10
作者 周培德 付梦印 张长江 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期177-180,共4页
提出一种提取红外图像轮廓及内外部信息的随机方法。采用对图像矩阵中的列进行搜索 ,形成准阈值集合 ,然后从准阈值集合中随机抽取一个值作为阈值并用评判条件进行评价的方法。该方法可以获取红外图像轮廓及内外部纹理。分析了算法的时... 提出一种提取红外图像轮廓及内外部信息的随机方法。采用对图像矩阵中的列进行搜索 ,形成准阈值集合 ,然后从准阈值集合中随机抽取一个值作为阈值并用评判条件进行评价的方法。该方法可以获取红外图像轮廓及内外部纹理。分析了算法的时间复杂度。实验结果表明 ,随机算法的效果较好 。 展开更多
关键词 红外图像 边缘提取 图像矩 阈值 时间复杂度 随机算法 搜索 自动目标识别 纹理 实验结果
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我国核电发展中少数锕系核素积累量预测 被引量:11
11
作者 周培德 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2000年第1期11-17,共7页
根据我国核电发展设想对核电站乏燃料中少数锕系核素的积累量进行预测。计算了10 0 0MW级核电站卸料和贮存冷却一定时间后乏燃料中各种少数锕系核素的相对含量 ,以及平均每年产生的少数锕系核素的质量。对乏燃料中各种少数锕系核素随贮... 根据我国核电发展设想对核电站乏燃料中少数锕系核素的积累量进行预测。计算了10 0 0MW级核电站卸料和贮存冷却一定时间后乏燃料中各种少数锕系核素的相对含量 ,以及平均每年产生的少数锕系核素的质量。对乏燃料中各种少数锕系核素随贮存时间延长后质量的变化特性进行了分析。最后给出了针对我国核电发展设想方案的少数锕系核素积累量预测结果。 展开更多
关键词 锕系核素 积累量 中国 核电工业 发展 乏燃料
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An Algorithm for Partitioning Polygons into Convex Parts 被引量:3
12
作者 周培德 《Journal of Beijing Institute of Technology》 EI CAS 1997年第4期67-72,共6页
An algorithm for partitioning arbitrary simple polygons into a number of convex parts was presented. The concave vertices were determined first, and then they were moved by using the method connecting the concave vert... An algorithm for partitioning arbitrary simple polygons into a number of convex parts was presented. The concave vertices were determined first, and then they were moved by using the method connecting the concave vertices with the vertices of falling into its region B,so that the primary polygon could be partitioned into two subpolygons. Finally, this method was applied recursively to the subpolygons until all the concave vertices were removed. This algorithm partitions the polygon into O(l) convex parts, its time complexity is max(O(n),O(l 2)) multiplications, where n is the number of vertices of the polygon and l is the number of the concave vertices. 展开更多
关键词 arbitrary polygon concave vertex convex polygon ALGORITHM
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MOX燃料模块快堆的嬗变研究 被引量:3
13
作者 周培德 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2002年第3期261-267,共7页
介绍了模块快堆的堆芯概念方案和模块快堆的嬗变特性 。
关键词 MOX燃料 模块快堆 锕系核素 嬗变 乏燃料处理
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裂变核能大规模可持续发展情景及几个关键问题 被引量:3
14
作者 周培德 薛小刚 +5 位作者 叶国安 胡赟 杨勇 刘一哲 冯伟 陈启董 《中国核电》 2023年第4期468-477,共10页
裂变核能大规模可持续发展需建立闭式燃料循环系统,闭式燃料循环有多种可能的模式。根据我国核能发展策略、已有基础和发展预期,设定了我国闭式燃料循环系统的发展情景,并评估其能起的作用。对于设定的发展情景,需要解决的几个关键问题... 裂变核能大规模可持续发展需建立闭式燃料循环系统,闭式燃料循环有多种可能的模式。根据我国核能发展策略、已有基础和发展预期,设定了我国闭式燃料循环系统的发展情景,并评估其能起的作用。对于设定的发展情景,需要解决的几个关键问题,包括快堆及其燃料循环的技术路线选择、应提高燃料燃耗减少燃料循环次数、拟进行全锕系元素燃料循环、开发超级金属燃料元件是关键技术任务等。 展开更多
关键词 裂变核能 燃料循环 发展情景 燃料和材料
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求解下料问题的一种算法 被引量:1
15
作者 周培德 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期670-674,共5页
给出各种模块的定义,并证明了它们的某些性质。在此基础上设计求解下料问题的一种算法,该算法首先处理基本模块,然后分2种不同情况构造基本模块的布局。分析了算法的复杂性和普遍性。列举3个计算实例,其裁剪率较为满意。
关键词 计算机科学技术基础学科 下料问题 基本模块 模块的布局 算法 复杂性
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求解2—中心问题的算法
16
作者 周培德 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期65-68,共4页
首先讨论 2—中心问题的各种基本情况及其匹对圆的构造方法 ,然后介绍匹对圆的某些性质 ,最后叙述求解 2—中心问题的算法。算法的思想是覆盖点集的凸壳必然覆盖点集。该算法可以求得两个半径相等而且最小的圆覆盖点集。此外分析了算法... 首先讨论 2—中心问题的各种基本情况及其匹对圆的构造方法 ,然后介绍匹对圆的某些性质 ,最后叙述求解 2—中心问题的算法。算法的思想是覆盖点集的凸壳必然覆盖点集。该算法可以求得两个半径相等而且最小的圆覆盖点集。此外分析了算法复杂性并讨论了正确性 。 展开更多
关键词 2-中心问题 匹对圆 算法 时间复杂性 计算机科学技术
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基于蒙特卡罗方法的三维燃耗计算研究 被引量:7
17
作者 薛小刚 周培德 +2 位作者 柯国土 赵守智 杨勇 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2005年第1期24-29,共6页
采用通过编写连接MCNP程序和ORIGEN2程序的接口处理程序的方法进行快中子系统的燃耗计算。由MCNP、ORIGEN2、接口处理程序和截面文件组成的软件系统可用于燃料或堆芯非均匀布置快中子系统的燃料同位素成分和燃耗反应性损失计算,在燃耗... 采用通过编写连接MCNP程序和ORIGEN2程序的接口处理程序的方法进行快中子系统的燃耗计算。由MCNP、ORIGEN2、接口处理程序和截面文件组成的软件系统可用于燃料或堆芯非均匀布置快中子系统的燃料同位素成分和燃耗反应性损失计算,在燃耗反应性损失计算中采用了伪裂变产物的方法。介绍程序系统的研制情况,并给出用该软件系统计算中国实验快堆首炉堆芯和OECD/NEAMOX燃料快堆基准题的燃耗计算结果。 展开更多
关键词 蒙特卡罗方法 计算研究 三维 MCNP程序 中国实验快堆 处理程序 损失计算 同位素成分 MOX燃料 燃耗计算 软件系统 文件组成 裂变产物 程序系统 OECD 系统计算 计算结果 子系统 反应性 非均匀 NEA 接口 堆芯
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HL-1装置等离子体密度控制的研究 被引量:4
18
作者 郑永真 汪占河 +3 位作者 徐德明 邓中朝 曹真 周培德 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 1989年第2期91-97,共7页
本文分析了目前HL-1装置等离子体密度的控制方法。实验结果和分析表明,用控制粒子源、提供负源和改变通最的三种途径相结合来控制粒子数的变化,是一种有效的密度控制方法。
关键词 等离子体 密度 HL-1装置 控制
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池式钠冷快堆二回路钠比活度研究 被引量:2
19
作者 王勇 周培德 +1 位作者 杨勇 张强 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2010年第3期223-227,233,共6页
池式钠冷快堆中的二回路钠比活度影响二回路钠工艺间中的辐射剂量及分区、二次钠泄漏事故的环境影响和运行维修期间工作人员接受的辐射剂量。二回路钠比活度水平是由堆本体屏蔽决定的。本文以中国实验快堆(CEFR)为研究对象,通过研究它... 池式钠冷快堆中的二回路钠比活度影响二回路钠工艺间中的辐射剂量及分区、二次钠泄漏事故的环境影响和运行维修期间工作人员接受的辐射剂量。二回路钠比活度水平是由堆本体屏蔽决定的。本文以中国实验快堆(CEFR)为研究对象,通过研究它们之间的关系,找到设计池式钠冷快堆时确定二回路比活度设计值的方法。研究表明,二回路工艺间中冷阱间的剂量当量率决定了二回路钠比活度值的上限;而从堆容器材料损伤和二次钠事故后果等方面限制推算出的比活度限值远高于上限值,可以据此规律来确定中国示范快堆的二回路比活度设计值,并通过堆本体的屏蔽达到此设计值。 展开更多
关键词 二回路钠比活度 池式钠冷快堆
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基于示范快堆的ADS次临界快堆堆芯研究 被引量:1
20
作者 王事喜 周培德 +1 位作者 杨勇 张强 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期285-288,共4页
选取中国示范快堆作为次临界快堆参考堆芯,研究次临界快堆作为嬗变PWR(U)乏燃料中次锕系元素的可行性。中国示范快堆堆芯设计是参考目前正在建设的俄罗斯示范快堆BN-800。次临界快堆堆芯在示范快堆堆芯基础上去掉中间7盒组件放置铅靶组... 选取中国示范快堆作为次临界快堆参考堆芯,研究次临界快堆作为嬗变PWR(U)乏燃料中次锕系元素的可行性。中国示范快堆堆芯设计是参考目前正在建设的俄罗斯示范快堆BN-800。次临界快堆堆芯在示范快堆堆芯基础上去掉中间7盒组件放置铅靶组件,控制棒组件用含贫铀和次锕系元素(MA)的组件代替,转换区组件用反射层组件代替。采用MCNPX和ORIGEN2程序作为计算软件。计算结果表明:次临界快堆中加入MA后能够保持一定的次临界度且具有较好的嬗变效果,因此,选取示范快堆堆芯作为ADS次临界快堆的参考堆芯研究是可行的。 展开更多
关键词 中国示范快堆 次临界快堆 MCNPX程序
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