钠冷快堆堆芯熔融物与液态金属钠作用碎裂机理研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11875216
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    66.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2803.反应堆物理与技术
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Fragmentation characteristics of molten corium and sodium interaction have significant influence on the coolability of the corium and the integrity of the primary reactor vessel in the core-melt accident of sodium cooled fast reactor. And heat transfer characteristics of sodium and water exist in significantly difference due to the small Prandtl number of sodium, which causes that the fragmentation mechanism of molten corium and water interaction could not be used to explain the fragmentation mechanism of molten corium and sodium interaction. At present, research on fragmentation mechanism of molten corium and sodium interaction is still in the exploration stage at home and abroad. In this project, fundamental experiments and theoretical researches on fragmentation characteristics and mechanism of molten corium and sodium interaction in sodium cooled fast reactor will be carried out. This project will reveal fragmentation characteristics and mechanism of molten corium with complex multi-component core materials and multiple factors. The key database of fragmentation characteristics of molten corium and sodium interaction will be established, and fragmentation mechanism models of molten corium and sodium interaction will be developed. And the characteristics of energy release and mechanical energy will be obtained during the interaction between molten corium and sodium in sodium cooled fast reactor. This project can possess important scientific significance and engineering reference value for the safety analysis, assessment and verification of sodium cooled faster reactor.
钠冷快堆发生堆芯熔化事故后,堆芯熔融物与液态金属钠作用碎裂特性对熔融物冷却及堆主容器完整性有重要影响。鉴于钠的低Prandtl数使其与水的传热特性存在很大差异,使得熔融物与水作用碎裂机理无法解释熔融物在液钠中的碎裂行为,目前国内外针对堆芯熔融物与液态金属钠作用碎裂机理的研究仍处于探索阶段。本项目着力开展钠冷快堆堆芯熔融物与液态金属钠作用碎裂特性和机理的基础实验和理论研究,揭示复杂多成分堆芯材料、多影响因素下熔融物碎裂特性及机理,研发堆芯熔融物与液态金属钠作用碎裂特性的关键数据库,开发堆芯熔融物在液钠中的碎裂机理分析模型,获得钠冷快堆堆芯熔融物与液态金属钠作用时产生的能量释放和机械能特性。本项目对钠冷快堆安全分析、评估及验证具有重要的科学意义和工程参考价值。

结项摘要

在钠冷快堆严重事故下,堆芯熔融物在液态金属钠中碎裂并凝固形成熔融物碎片,在堆芯捕集器或下封头内重定位形成堆芯碎片床,其形成和冷却特性直接关乎堆芯碎片床再熔化以及再临界事故发生的可能性。然而,对堆芯熔融物射流碎裂现象认知不足,至今未有广泛认可和应用的机理和模型,也缺乏接近于真实事故条件下的熔融物射流碎裂特性研究数据。本项目针对钠冷快堆堆芯熔融物与液态金属钠作用碎裂机理开展了系统的实验、理论及数值模拟方法研究。首先对COSA实验台架进行了改造,添加了熔融物射流初始速度测量装置以及瞬间压力冲击波测量装置,并基于改造后的COSA实验台架开展了不同熔融物物性参数、熔融物射流直径、熔融物初始过热度和液态金属钠初始过冷度对熔融物与液态金属钠作用碎裂机制的影响实验研究;之后基于线性稳定性理论、运动学方程和交界面修正拉普拉斯定律,推导出考虑沸腾和凝固效应的熔融物射流表面不稳定性增长方程,建立了液态金属钠中熔融物射流碎裂模型,并提出了典型环境中熔融物射流碎裂准则;最后建立了一种CFD-DEM耦合数值计算模型以模拟熔融物碎片流在液态金属钠中的重定位行为,通过实验数据验证了模型的正确性,并研究了熔融物碎片直径对碎片流冷却特性和碎片床形态结构的影响。本项目建立的熔融物射流初始速度测量装置、瞬间压力冲击波测量装置、堆芯熔融物与液态金属钠作用碎裂特性的关键数据库、液态金属钠中熔融物射流碎裂模型、CFD-DEM耦合数值计算模型等原创性成果可以为钠冷快堆安全分析、评估及验证提供理论和数据支撑,同时对钠冷快堆堆芯捕集器的设计和布置方案具有重要的科学意义和工程参考价值。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(4)
Experimental study on fragmentation characteristics of molten aluminum/copper jet penetrating in sodium pool
铝/铜液射流侵彻钠池破碎特性实验研究
  • DOI:
    10.1016/j.ijheatmasstransfer.2019.05.044
  • 发表时间:
    2019-08
  • 期刊:
    International Journal of Heat and Mass Transfer
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Hu Liang;Ge Kui;Zhang Yapei;Su G H;Qiu Suizheng
  • 通讯作者:
    Qiu Suizheng
Experimental research on the influence of rolling motions on the convection behaviors inside two-layer corium pools
滚动运动对两层真皮池内对流行为影响的实验研究
  • DOI:
    10.1016/j.pnucene.2020.103466
  • 发表时间:
    2020-10
  • 期刊:
    Progress in Nuclear Energy
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Luo S. M.;Chen P.;Bai J. Y.;Li Y. K.;Zhang Y. P.;Qiu S. Z.;Su G. H.;Tian W. X.;Zhan D. K.
  • 通讯作者:
    Zhan D. K.
Experimental research on fragmentation characteristics of molten stainless steel discharged into sodium pool and comparison with molten copper
排入钠池的不锈钢液破碎特性实验研究及与铜液的比较
  • DOI:
    10.1016/j.pnucene.2019.103069
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    PROGRESS IN NUCLEAR ENERGY
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Hu Liang;Ge Kui;Zhang Yapei;Zhang Dalin;Su G. H.;Tian Wenxi;Qiu Suizheng
  • 通讯作者:
    Qiu Suizheng
Numerical method development for oxidation particle formation during sodium spray fires in SFR containment
SFR安全壳内钠喷雾火灾期间氧化颗粒形成的数值方法开发
  • DOI:
    10.1016/j.anucene.2020.107674
  • 发表时间:
    2020-11
  • 期刊:
    Annals of Nuclear Energy
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    Sun Hongping;Deng Jian;Zhang Yapei;Tian Wenxi;Qiu Suizheng;Su G. H.
  • 通讯作者:
    Su G. H.
Numerical analysis of simulant effect on natural convection characteristics in corium pools
真皮池自然对流特性模拟效应数值分析
  • DOI:
    10.1016/j.applthermaleng.2019.04.101
  • 发表时间:
    2019-06
  • 期刊:
    Applied Thermal Engineering
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Luo Simin;Zhang Yapei;Zhang Dalin;Su G H;Qiu Suizheng
  • 通讯作者:
    Qiu Suizheng

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  • 发表时间:
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    周铁丽

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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