《核反应堆燃料元件 冶金与加工》求取 ⇩

第一章核裂变能1

1-1 引言1

1-2原子结构和同位素1

1-2-1原子结构1

1-2-2同位素1

目录1

1-3放射性2

1-3-1放射性同位素2

1-3-3放射半衰期3

1-3-2放射衰变3

1-4中子反应4

1-4-1中子－核反应的类型4

1-4-2弹性散射4

1-4-3非弹性散射5

1-4-4中子俘获反应5

1-5-2裂变中子6

1-5-1核裂变6

1-5裂变过程6

1-4-5核截面6

1-5-3裂变能7

1-5-4裂变产物8

1-5-5裂变材料的生产8

1-6核反应堆9

1-6-1反应堆构造的一般特征9

1-6-2临界质量10

1-6-3快中子反应堆和增殖反应堆11

1-6-4热中子和超热中子反应堆、增殖反应堆12

参考文献13

第二章燃料元件诸问题14

2-1引言14

2-2核燃料14

2-3燃料元件的运行条件15

2-3-1包壳15

2-3-2热迁移16

2-3-3辐照损伤18

2-4 燃料元件设计方面的限制因素19

2-4-1包壳成分20

2-4-2燃料成分21

2-4-3冷却剂同燃料的关系21

2-4-4燃料尺寸22

2-4-5燃料寿命22

2-5决定燃料元件寿命的因素23

2-5-1燃料的贫化23

2-5-2包壳腐蚀24

2-5-3燃料芯体的暴露24

2-5-4燃料的畸变27

2-6反应堆的灾难性事故27

第三章铀及其合金29

3-1 引言29

3-2金属铀的制取29

3-2-1真空铸造和浓缩铀29

3-2-3分析30

3-2-2高纯金属铀30

3-3物理性质和热学性质32

3-4物理冶金33

3-4-1结晶学和同素异构转变33

3-4-2塑性形变机制35

3-4-3 α铀的织构37

3-4-4择优取向对性能的影响41

3-4-5金相和X射线衍射技术43

3-4-6回复、再结晶和晶粒长大45

3-4-7相变对组织和晶粒度的影响47

3-4-8 β处理对组织和晶粒度的影响49

3-4-9 β处理时的尺寸变化51

3-4-10细化铸态铀晶粒的热处理52

3-4-11晶粒度比较52

3-4-12机械性能53

3-5铀合金57

3-5-1合金化行为57

3-5-2合金元素对晶粒度的影响58

3-5-3铀－铝合金59

3-5-4铀－铍合金62

3-5-5铀－铬合金62

3-5-6铀－？合金64

3-5-7铀－钼合金66

3-5-8铀－铌合金70

3-5-9铀－硅合金71

3-5-10铀－锆合金72

3-6-2空气中的腐蚀78

3-6-1腐蚀反应78

3-6腐蚀78

3-6-3铀在水中的腐蚀79

3-6-4合金元素对铀在水中腐蚀的影响80

参考文献83

第四章二氧化铀89

4-1 引言89

4-1-1陶瓷燃料的优缺点89

4-2-1概要90

4-2陶瓷体制备的原则90

4-1-2应用90

4-2-2压实和烧结91

4-3二氧化铀92

4-3-1结构和性质92

4-3-2二氧化铀粉末的化学制备94

4-3-3二氧化铀粉末的物理处理97

4-3-4加工技术98

4-4-1与冷却剂的相容性107

4-4二氧化铀的性能107

4-4-2辐照尺寸稳定性108

4-4-3热学性能108

4-4-4裂变产物的保留111

4-4-5其它各种效应112

4-5铀的其它化合物113

参考文献117

第五章包壳材料120

5-1 引言120

5-2-1核子性能121

5-2反应堆环境的独特要求121

5-3已在应用的包壳材料的比较122

5-2-2辐照稳定性122

5-3-1抗腐蚀性123

5-3-2机械性能124

5-4铝125

5-4-1腐蚀125

5-4-2机械性能和加工127

5-4-3改良合金127

5-5-1腐蚀128

5-5锆128

5-5-2锆中的氢130

5-5-3机械性能和加工131

5-5-4改良合金132

5-6镁132

5-6-1腐蚀132

5-6-2机械性能和加工133

5-7-1腐蚀134

5-6-3改良合金134

5-7不锈钢134

5-7-2机械性能和加工136

5-7-3改良合金136

参考文献137

第六章芯体与包壳的相互作用141

6-1 引言141

6-1-1机械结合141

6-1-2直接的冶金结合141

6-1-3中间层结合141

6-2芯体－包壳组合中的重要因素142

6-2-1加工相容性142

6-2-2尺寸稳定性142

6-2-3导热性142

6-2-4腐蚀稳定性143

6-2-5芯体与包壳的相互扩散143

6-3-1用铝包覆的铀和铀合金燃料元件146

6-3芯体－包壳组合的例子146

6-3-2用锆和锆合金包覆的金属燃料元件154

6-3-3用不锈钢包覆的铀和铀合金燃料元件162

6-3-4用金属包覆的陶瓷燃料元件163

参考文献169

第七章裂变材料的辐照行为173

7-1 引言173

7-1-1问题的概述173

7-1-2燃耗单位174

7-2尺寸不稳定性175

7-2-1裂变损伤175

7-2-2肿胀177

7-2-3其它尺寸不稳定性来源183

7-3金属燃料辐照行为的一般论述183

7-3-1铀的各向异性生长184

7-3-2铀在辐照下的蠕变186

7-3-3相逆变188

7-3-4金属燃料的肿胀189

7-4金属燃料196

7-4-1铀196

7-4-2铀合金205

7-4-3克服肿胀的办法216

7-5弥散燃料216

7-5-1材料选择217

7-5-2裂变弥散相的颗粒度217

7-5-3弥散相与基体的相容性219

7-5-4辐照行为220

参考文献223

第八章燃料元件设计的堆工问题231

8-1 引言231

8-2物理、辐照损伤及腐蚀的某些考虑233

8-3传热学基础233

8-3-1结合状态的考虑234

8-3-2燃料内部的热传导236

8-3-4沸腾239

8-3-3强制对流传热239

8-3-5烧毁240

8-4流体力学基础241

8-4-1自然循环沸腾241

8-4-2 非沸腾系统中的压降242

8-5热管因子的影响244

8-6通量分布不均匀的影响245

8-7反应堆可能的瞬态过程对设计工况的影响248

8-8热应力249

8-9结论250

参考文献251

第九章芯材加工253

9-1引言253

9-2熔炼和铸造253

9-2-1熔炼炉253

9-2-2铀的熔炼256

9-2-3铀合金熔炼258

9-2-4健康、安全和物料平衡261

9-3粉末冶金加工262

9-3-1铀及其合金263

9-3-2金属陶瓷型燃料元件265

9-3-3设备266

9-3-4健康和安全266

9-4压力加工267

9-4-1轧制267

9-4-2锻造276

9-4-3挤压278

9-4-4其它加工方法282

9-5熔焊284

9-6切削加工285

9-6-1铀285

9-6-2健康和安全288

参考文献290

第十章包覆和结合技术293

10-1引言293

10-2-1滑动配合294

10-2机械结合294

10-2-2静液压和热气压包覆295

10-2-3电缆挤压（挤压包覆）300

10-2-4旋转锻造304

10-2-5拉拔306

10-3直接冶金结合307

10-3-1轧制结合307

10-3-2挤压结合（共挤）314

10-3-3铸造结合323

10-4间接或中间层结合327

10-4-1铝－硅法327

10-4-2热压包覆332

10-5液体金属结合334

10-5-1一般考察334

10-5-2程序335

10-6端部密封和封顶337

10-6-1焊接337

10-6-2钎焊341

10-6-3点密封技术344

10-6-4旋转模锻345

10-7附录346

10-7-1铀的镀镍程序346

10-7-2轧制结合加工程序详述348

参考文献356

11-1-2燃料组件的用途361

11-1-1燃料组件的定义361

11-1 引言361

第十一章燃料组件概念361

11-2组装燃料组件用的材料362

11-2-1金属材料的选择362

11-2-2燃料组件组装中金属的焊接363

11-2-3燃料组件中材料的种类363

11-2-4燃料组件的尺寸及应力控制363

11-3棒状元件组成的燃料组件364

11-3-1结构364

11-3-2焊接方法368

11-4板状元件组成的燃料组件369

11-3-3检查方法369

11-4-1结构370

11-4-2焊接或组装方法371

11-5管状元件组成的燃料组件373

11-5-1管状元件的排列方式373

11-6复杂元件组成的燃料组件374

11-6-1结构374

11-5-2组件接头374

11-6-2焊接或组装方法375

参考文献376

第十二章检查和试验378

12-1核燃料元件检查和试验的必要性378

12-2燃料元件需检查和试验的项目378

12-2-1 成份378

12-2-2完善程度379

12-2-3形状和尺寸379

12-3-4燃料组件380

12-3-3元件加工380

12-4检查和试验方法380

12-3加工流程中检查和试验的几个阶段380

12-3-2原料加工380

12-3-1原料380

12-4-1贯穿辐射382

12-4-2声波和超声波389

12-4-3渗透和压力393

12-4-4电磁法395

12-4-5光学401

12-4-6热学402

12-4-7化学403

12-4-8机械测量405

12-4-9检查和试验的一般原则408

参考文献410

附录相图416

参考文献424