1 中国科学院上海应用物理研究所上海 201800
2 上海核工程研究设计院有限公司上海 200233
3 中国科学院大学北京 100049
U3Si2是轻水堆中最具前景的事故容错核燃料之一，有望在未来取代UO2核燃料而被广泛使用。目前，采用放电等离子烧结（Spark Plasma Sintering，SPS）技术制备U3Si2芯块的研究已被广泛报道，但SPS参数对芯块性能的影响还尚不明确。本文采用SPS技术制备了U3Si2芯块，并研究了不同烧结温度（1 000~1 300 ℃）和压力（30~90 MPa）对芯块的力学和热学性能的影响。利用激光导热仪测量了芯块的热扩散率，并计算出芯块的热导率。通过纳米压痕仪测量芯块的力学性能，包括硬度、杨氏模量和断裂韧性。研究结果表明：所制得的U3Si2芯块热导率在27~700 ℃范围内均呈现线性增加的趋势，并随着烧结温度和压力的升高而增大；芯块的硬度和杨氏模量随烧结温度升高而增大，且随着压力的升高呈现先增加后平缓的趋势，并在60 MPa趋于平缓；芯块的断裂韧性随烧结温度升高而降低，并随着烧结压力的升高而增大。基于上述结果，提出了优化的SPS参数。本研究将为高性能U3Si2燃料的制备提供参考。
U3Si2 事故容错燃料 放电等离子烧结 热学性能 力学性能 U3Si2 Accident-tolerant fuel Spark plasma sintering Thermal properties Mechanical properties
1 中国科学院上海应用物理研究所上海 201800
2 中国科学院大学北京 100049
3 广西师范大学桂林 541004
在氟化物熔盐相直接将UF6中转化为UF4是熔盐堆燃料盐的合成及重构的候选工艺之一。其中，UF3是该工艺过程的重要中间产物，其含量是开展工艺研究的关键参数之一。本文采用X射线衍射（X-ray Diffraction，XRD）内标法测量氟化物体系中的UF3含量，分析了不同组分的固态熔盐样品，建立了UF3含量的测量分析方法。首先以刚玉（α-Al2O3）为内标，获得了UF3在1.00~10.00 wt%含量范围时，LiF-BeF2-UF3熔盐的XRD峰高度内标曲线（R=0.986）和峰面积内标曲线（R=0.995）。然后应用这两条内标曲线测量已知含量的LiUF5和UF3固体混合样品，结果表明峰面积内标曲线具有更好的准确度，测量相对误差不大于8.7%。最后分别对快速冷却的LiF-BeF2-UF3固态熔盐样品和自然冷却的LiF-BeF2-UF3-LiUF5固态熔盐样品进行测量，测量结果的相对误差不大于5.4%。以上结果表明：本文建立的XRD内标法可以用于混合氟盐样品的UF3分析，并具有较好的测量精度和重复性。
三氟化铀 X射线衍射 内标法 定量分析 液态燃料 UF3 X-ray diffraction Internal standard method Quantitative determination Liquid fuel
1 中国科学院上海应用物理研究所上海 201800
2 中国科学院大学北京 100049
惰性基质燃料（Inert Matrix Fuel，IMF）可有效转化钚和长寿命次锕系核素，可以防止核**扩散和提高乏燃料管理能力，是近年来的一个研究热点。溶胶凝胶法具有产品元素分布均匀、湿法操作流程不易产生放射性粉尘等优点，因此，在研究中被用于制备锆基IMF。采用外胶凝工艺制备ThxZr1-xO2惰性基质燃料，以溶黏度为主要的胶凝指征，研究了不同金属离子浓度、不同温度下溶胶黏度随c（NH4+）/c（NO3-）的变化规律，归纳了不同工艺参数条件下的溶胶胶凝行为类型，绘制了胶凝化场图，可为成功制备相应的凝胶湿球提供量化依据。采用X射线衍射（X-ray Diffraction，XRD）研究了经过不同温度热处理之后的核芯结构，结果表明：经过1 350 ℃烧结退火后的微球生成了两相金属氧化物相，ZrO2在氧化钍基底中未生成固溶体，X射线成像结果表明，微球具有良好的球形度且内部没有裂纹。扫描式电子显微镜（Scanning Electron Microscope，SEM）和能量弥散X射线谱（Energy Dispersive Spectrometer，EDS）结果表明，微球内部孔洞致密且元素分布达到分子级均匀。
钍基 惰性基质燃料 胶凝行为 微结构 外胶凝 混合氧化物燃料 Thorium-based Inert matrix fuel Gelation behavior Microstructure External gelation process Mixed-oxide fuel
1 中国科学院上海应用物理研究所 上海 201800
2 中国科学技术大学 核探测与核电子学国家重点实验室 合肥 230026
室温下采用能量为1 MeV、剂量分别为5.8×1014 ions·cm-2和2.9×1015 ions·cm-2的Xe离子对核燃料元件基体石墨进行了辐照试验，用慢正电子束和纳米压痕研究了离子辐照对基体石墨微观缺陷和宏观力学性能产生的影响，根据正电子湮没S参数随正电子入射能量E的变化曲线，获得了辐照缺陷随深度和剂量的变化规律，并与SRIM（Stopping and Range of Ions in Matter）软件模拟的辐照损伤和注入离子随深度的分布进行了对比。慢正电子束测试结果表明：Xe离子辐照在燃料元件基体内引入一个深度约为600 nm的损伤层，且缺陷浓度峰值出现在离表面250~350 nm的深度范围内。S参数在辐照样品损伤层的显著增加表明，辐照引入了高浓度的空位型缺陷，且随着辐照剂量的增加，损伤层内空位型缺陷的浓度或尺寸明显增大。纳米压痕结果表明：在辐照后的样品内出现了明显的硬化现象，原因是辐照引起的高浓度空位型缺陷所致，与慢正电子束的分析结果一致。
慢正电子束 缺陷 辐照 燃料元件 石墨 Slow positron beam Defects Irradiation Fuel elements Matrix graphite
金属有机框架(MOF)衍生的多孔金属/碳复合材料由于具有大的表面积和孔体积，引起了电磁波吸收领域研究者的广泛关注。本文采用溶剂热法合成双金属NiCo-MOF，再通过煅烧制备了具有Yolk-shell结构的NiCo/C复合材料，采用SEM、XRD、拉曼光谱以及磁强计（VSM）等分析方法对比研究了不同Ni、Co质量比对NiCo/C复合材料吸波性能的影响。结果表明，随着Ni、Co质量比的变化，吸波性能发生了显著的改变。在9.4 GHz的频率下，Ni1Co1/C复合材料的性能达到最佳，最小反射损耗为-56.8 dB，有效吸收带宽为5.5 GHz。分析该复合材料的吸波机理发现，电磁波的多重反射、界面极化损耗、自然共振和交换共振是导致其吸波性能提高的重要原因。本文的研究结果为纳米多孔双金属MOF复合材料的制备与性能研究提供了研究思路。
Yolk-shell结构 电磁波吸收性能 金属有机框架 NiCo合金 NiCo/C复合材料 反射损耗 Yolk-shell structure electromagnetic wave absorption performance metal organic framework NiCo alloy NiCo/C composite reflection loss
广东工业大学信息工程学院，广东 广州 510006
在采用图像检测技术对轴套类零件尺寸进行高精度检测中，提出了一种高精度零件尺寸图像检测方法，在获取零件图像后，采用Prewitt算子完成对图像边缘的初步定位，在此基础上，通过对图像边缘灰度变化的离散值作最小二乘曲线拟合，并对该拟合曲线求极值，得到边缘位置；为了减少干扰对测量值的影响，采用误差数据处理方法筛选出有一定精度的检测数据，然后对这些检测数据求平均值，获得精确的边缘位置，由此计算出精确的零件尺寸。实验表明，该方法能有效地提高检测精度，在检测分辨率为1000DPI情况下，检测精度可达到13μm。
光电检测 图像检测 边缘 最小二乘曲线拟合 误差理论 optoelectronic detecting image measuring edge least-squares curve-fitting error theory
为了更有效地从二值图像中提取更高质量的曲线轮廓,提出一种基于邻域统计编码的轮廓提取算法,它能在快速地提取出待测零件轮廓的同时,滤除毛刺和噪声.在检测精度不变的情况下,具有速度高和鲁棒性较好的特点.
邻域统计编码 轮廓提取 尺寸检测
在传统的Ostu和Bernsen算法基础上,针对亮度不均的大幅面图像二值化问题,提出了一种基于图像梯度的动态分块迭代求取阈值的二值化方法.实验验证了该方法对于由线阵CCD扫描获得的低对比度、亮度不均的大幅面图像二值化的有效性.
二值化 阈值 动态分块 梯度 线阵CCD
