中子吸收材料是核燃料和乏燃料貯存運(yùn)輸過程中臨界控制和安全防護(hù)的必備材料。中子吸收材料長期處于中子輻射和弱酸介質(zhì)腐蝕等惡劣和復(fù)雜的工作環(huán)境,并且要滿足60年的使用壽命的要求,特別是日本福島核泄漏事故之后,對(duì)中子吸收材料的力學(xué)性能提出更高要求。鋁基碳化硼（B4C/Al）復(fù)合材料是集結(jié)構(gòu)和功能一體化的中子吸收材料,本文提出了一種具有高含量（B4C含量大于30wt.%） B4C/Al中子吸收材料,并在此基礎(chǔ)上深入研究該類中子吸收材料的中子屏蔽性能、力學(xué)性能和耐腐蝕行為,這對(duì)于我國核電站建設(shè)和安全運(yùn)行具有重要的科學(xué)意義。本論文采用Monte Calro方法和MCNP軟件進(jìn)行數(shù)值模擬,研究了中子與B4C和A1材料的作用機(jī)制,設(shè)計(jì)了中子吸收材料的組分配比。采用真空熱壓技術(shù)制備高含量B4C/Al中子吸收材料,探討材料密度和微觀組織形態(tài)與材料中子屏蔽性能之間的內(nèi)在聯(lián)系,進(jìn)一步通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證理論模擬的可行性。探索高含量B4C/Al中子屏蔽材料軋制成形過程中的協(xié)調(diào)塑性變形機(jī)制。對(duì)不同B4C含量和顆粒尺寸的B4C/Al中子屏蔽材料進(jìn)行組織和界面分析,并對(duì)其物理及力學(xué)性能進(jìn)行系統(tǒng)分析研究,揭示了微觀組織演變和宏觀... 

【文章來源】：太原理工大學(xué)山西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：148 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖２－１在不同中子能量下２７ＡＩ的中子反應(yīng)截面??Ｆｉｇ．２－１?Ｔｈｅ?ｎｅｕｔｒｏｎ?ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｃｒｏｓｓ?ｓｅｃｔｉｏｎ?ｏｆ??

生成的裡原子不被晶胞容納造成元件損傷，而氮?dú)獾尼尫庞謺?huì)造成材料腫脹，影響到??最終的中子屏蔽效果。選擇碳化測(cè)作為元素棚的替代物則可較好地解決這一問題，其??原因和機(jī)理可從碳化棚的晶體結(jié)構(gòu)來解釋。如圖２－２所示，碳化棚為六方菱形，其結(jié)構(gòu)??模型可描述為一立方原胞點(diǎn)陣在空間對(duì)角線方向上延伸，在每一角上形成具有一定規(guī)??則的二十面體。碳化棚晶胞中有很多空隙，棚二十面體的空隙直徑為０．１６化ｍ，碳化??測(cè)晶格中３個(gè)棚原子和１個(gè)碳原子所形成的四面體的直徑為０．１８０ｒｎｎ，棚原子的直徑為??０．１７８ｎｍ。根據(jù)這些參數(shù)可算出晶格中有足夠的大于鈕原子的直徑的空隙。因此１０Ｂ俘??獲中子后生成的鈕原子不但可＾式占據(jù)原１唯原子的位置，也可Ｗ被晶格中的空隙所容??納。故不會(huì)對(duì)材料造成破壞。經(jīng)研究表明，碳化棚具有較高的持有氮的能力，氮釋放??率低，腫脹也較小。因此本課題選ＢａＣ為中子吸收體的吸收材料。Ｂ４Ｃ的中子反應(yīng)截面??見圖２－３所示。??魯??圖２－２?Ｂ４Ｃ的晶體結(jié)構(gòu)模型??Ｆｉｇ．?２－２?Ｔｈｅ?ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?Ｂ４Ｃ??３３??

生成的裡原子不被晶胞容納造成元件損傷，而氮?dú)獾尼尫庞謺?huì)造成材料腫脹，影響到??最終的中子屏蔽效果。選擇碳化測(cè)作為元素棚的替代物則可較好地解決這一問題，其??原因和機(jī)理可從碳化棚的晶體結(jié)構(gòu)來解釋。如圖２－２所示，碳化棚為六方菱形，其結(jié)構(gòu)??模型可描述為一立方原胞點(diǎn)陣在空間對(duì)角線方向上延伸，在每一角上形成具有一定規(guī)??則的二十面體。碳化棚晶胞中有很多空隙，棚二十面體的空隙直徑為０．１６化ｍ，碳化??測(cè)晶格中３個(gè)棚原子和１個(gè)碳原子所形成的四面體的直徑為０．１８０ｒｎｎ，棚原子的直徑為??０．１７８ｎｍ。根據(jù)這些參數(shù)可算出晶格中有足夠的大于鈕原子的直徑的空隙。因此１０Ｂ俘??獲中子后生成的鈕原子不但可＾式占據(jù)原１唯原子的位置，也可Ｗ被晶格中的空隙所容??納。故不會(huì)對(duì)材料造成破壞。經(jīng)研究表明，碳化棚具有較高的持有氮的能力，氮釋放??率低，腫脹也較小。因此本課題選ＢａＣ為中子吸收體的吸收材料。Ｂ４Ｃ的中子反應(yīng)截面??見圖２－３所示。??魯??圖２－２?Ｂ４Ｃ的晶體結(jié)構(gòu)模型??Ｆｉｇ．?２－２?Ｔｈｅ?ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?Ｂ４Ｃ??３３??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3234043