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核能发电是电力领域深度减排的关键技术之一,研究核电的环境影响可为碳中和背景下能源政策设计提供参考.以典型核电站为研究对象,运用生命周期评价方法建立核能发电系统的生命周期清单并进行环境影响评价;与传统火力发电及风电、水电和太阳能发电等可再生能源电力的生命周期评价结果进行对比;进一步根据电力行业"十四五"规划,预测未来电网的改进潜力.结果表明:核能单位发电量的碳排放量为3.37 g/(kW·h),低于火电、水电及太阳能发电的碳排放强度,但略高于风电;核能单位发电量的综合环境影响指标低于火电和太阳能发电,但略高于风电和水电;到2025年,随着核电和其他可再生能源发电的优化部署,中国电力行业平均单位发电的生命周期环境影响将减小约17％.总体来说,核电的各项指标小于火电,接近各类可再生能源电力,积极有序地发展核电,有助于促进中国电力系统的净零碳排放转型.

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核能发电 碳排放 生命周期评价 环境工程学 环境影响

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2011年3月11日,日本东北部太平洋海域发生9.0级地震.此次地震引发的海啸给日本岩手县、宫城县、福岛县等地造成了毁灭性破坏,并导致福岛第一核电站1至3号机组堆芯融毁.事故发生以后,东京电力公司(以下简称"东电")持续向融毁机组安全壳内注水以冷却堆芯,并回收罐储核污水.截至2022年7月28日,福岛核电站已经储存了 130万吨核污水.储存的核污水不可能一直存放在陆地上,否则未来可能引发二次核污染事故.

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核电站反应堆正朝着高安全性、高燃耗及长运行周期发展.锆合金是关键的核燃料棒包壳材料,包壳管通过焊接方法与端塞形成连接,对燃料棒起到密封和隔绝作用.锆合金的高温性能,尤其是其焊接接头的服役性能是反应堆安全运行的重要保障.详细介绍了常用锆合金材料的物理、力学性能,涉及的锆合金包括国产化的Zr-4合金、N36合金和CZ合金.对锆合金管-端塞接头的焊接工艺方法进行了总结,重点阐述了近年来锆合金燃料棒包壳管与端塞接头的电阻对焊研究成果.总结了锆合金电阻对焊接头显微组织特征和服役性能,并对包壳管与端塞电阻对焊方法的研究方向进行了展望.

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力学性能 管-端塞结构 核燃料棒 电阻对焊 锆合金 显微组织

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基于某核电站场地工程地质资料,构建了5个硬盖层厚度不同的工程地质剖面,并结合分层岩土体的动静力参数值建立了5个一维分析模型,应用一维土层地震反应等效线性化方法分析了硬盖层厚度对场地地表峰值加速度与反应谱的影响,分析结果表明:硬盖层导致场地地表峰值加速度小于地震动输入峰值加速度,具有显著的隔震效应;不同硬盖层厚度对地表峰值加速度及其与输入峰值加速度比具有显著影响,总体呈现随硬盖层厚度增加而减小的趋势;对于一定的硬盖层厚度,随输入峰值加速度增加峰值比变化不大,说明输入峰值加速度增加未引起各分析模型的非线性效应显著差异;对于同一输入峰值加速度水平下,硬盖层厚度越大,对地表加速度反应谱的影响频带越宽,...

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一维模型 反应谱 地震动 场地效应 峰值加速度 等效线性化 隔振效应

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随着我国核电产业飞速发展,核电站厂址的选择将不可避免地遇到非基岩场地.针对地震动斜入射下非基岩场地中核电结构抗震问题,建立了包括CAP1400核岛结构和岩土场地的土-结构系统三维有限元模型,基于黏弹性人工边界和斜入射地震动输入方法,研究了P波斜入射角度和非基岩分层场地对核岛结构地震响应的影响规律.研究表明:非基岩场地将增大核岛结构加速度响应和楼层反应谱,多数条件下也将增大楼层相对位移;P波入射角度增大,核岛结构竖向响应减小、水平响应增大,楼层反应谱的频谱特性发生改变.

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斜入射 抗震分析 人工边界条件 核岛结构 非基岩场地

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为求解核电站在随机地震动激励下的动力可靠度,发展了基于线性矩确定最大反应极值分布的动力可靠度分析方法.首先,根据目标反应谱生成相应的地震动时程样本,结合核电结构有限元模型,采用基于时域显式方法进行随机振动分析得到节点位移响应时程样本;然后,统计各位移响应时程样本的最大值,确定最大响应的前三阶线性矩;进而,根据线性矩匹配识别最大反应极值分布——三参数广义极值分布的参数;最后,根据所确定的最大反应极值分布,估计结构响应在不同阈值下的可靠度.计算结果表明:当核电站在地震加速度峰值为0.3 g时,以轻微破坏为界,结构有良好的可靠性;以中等破坏为界,结构仍具有一定的可靠度.通过核电站动力可靠度分析表明:该方法与蒙特卡洛方法相比,在保证计算精度的情况下,大幅缩减了所须的最小样本量,提高了模拟尾部的计算效率,同时对于其他结构的动力可靠度求解也具有广泛的适用性.

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线性矩 动力可靠度 地震动随机激励 三参数广义极值分布 核电站 时域显式方法

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基于某核电站场地工程地质资料,构建了5个硬盖层厚度不同的工程地质剖面,并结合分层岩土体的动静力参数值建立了5个一维分析模型,应用一维土层地震反应等效线性化方法分析了硬盖层厚度对场地地表峰值加速度与反应谱的影响,分析结果表明:硬盖层导致场地地表峰值加速度小于地震动输入峰值加速度,具有显著的隔震效应;不同硬盖层厚度对地表峰值加速度及其与输入峰值加速度比具有显著影响,总体呈现随硬盖层厚度增加而减小的趋势;对于一定的硬盖层厚度,随输入峰值加速度增加峰值比变化不大,说明输入峰值加速度增加未引起各分析模型的非线性效应显著差异;对于同一输入峰值加速度水平下,硬盖层厚度越大,对地表加速度反应谱的影响频带越宽,6.0s以上周期的各模型加速度反应谱差异不明显,且随周期逐渐变长,反应谱基本接近,而6.0s以下周期范围内的反应谱值差异较明显.

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场地效应 反应谱 峰值加速度 一维模型 隔振效应 地震动 等效线性化

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文中基于某核电站场地工程地质资料,构建了5个硬夹层厚度不同的工程地质剖面。在此基础上,建立了5个一维分析模型,并应用一维土层地震反应等效线性化方法分析了硬夹层厚度对场地地震反应加速度峰值与反应谱的影响。分析结果表明:硬夹层的厚度对场地地震反应峰值加速度与反应谱有较明显的影响,硬夹层厚度的增加减小了场地的非线性效应;不同输入地震动水平下,硬夹层顶板的峰值加速度均小于输入加速度峰值,地表峰值加速度均大于输入加速度峰值;相同输入地震动水平下,随着硬夹层厚度的增加,硬夹层顶板和场地地表峰值加速度与输入峰值加速度之比均表现为先逐渐减小后逐渐增加的趋势,而场地地表与硬夹层顶板的峰值加速度之比随硬夹层厚度的...

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等效线性化 地震反应 非线性 地震灾害 场地条件

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本发明涉及一种碳化硅MOS的单粒子加固器件结构及其制备方法，属于半导体器件技术领域。本发明在双沟道MOS(DT‑MOS)器件基础上，提出了一种倒锤型的槽栅结构及其实现方法，可以抑制寄生NPN晶体管的闩锁效应，提高碳化硅MOSFET的单粒子烧毁阈值电压，有效解决现有碳化硅MOSFET技术的抗单粒子烧毁能力低的技术难题，还可提升器件短路能力和雪崩能力。本发明可应用于工作在航天器、核电站等高能带电粒子环境下的器件的设计和制造，有效提升设备系统的可靠性和安全性。

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本发明涉及一种碳化硅MOS的单粒子加固器件结构及其制备方法，属于半导体器件技术领域。本发明在双沟道MOS(DT‑MOS)器件基础上，提出了一种倒锤型的槽栅结构及其实现方法，可以抑制寄生NPN晶体管的闩锁效应，提高碳化硅MOSFET的单粒子烧毁阈值电压，有效解决现有碳化硅MOSFET技术的抗单粒子烧毁能力低的技术难题，还可提升器件短路能力和雪崩能力。本发明可应用于工作在航天器、核电站等高能带电粒子环境下的器件的设计和制造，有效提升设备系统的可靠性和安全性。

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