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[发明专利]一种乏燃料核素预分离方法-CN202310617004.3在审
发明人：恽迪;赵祎玮;邱杰;乐艺;牟海彬;罗一佳;谷昕潞;向爽;柳文波 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2023-05-29 - 公布日： 2023-08-29 - 主分类号： G21F9/00 文献下载
摘要：本发明提供一种乏燃料核素预分离方法，包括以下步骤：S1、向燃料元件的中心引入1200～1600℃温度，同时向燃料元件的外表面引入冷却介质，以引入温差加热燃料元件；S2、将冷却后的乏燃料浸润于离子液体中，以选择性溶解裂变产物及超铀元素，使裂变产物及超铀元素从乏燃料中预分离。该方法主要是通过人为在金属燃料种引入很大的温度梯度，给予气泡很强的迁移驱动力，使其携带固体裂变产物及次锕系元素迁移到燃料内部及外部的表面上，并进一步通过离子液体选择性溶解的方法，将固体裂变产物和超铀元素溶解，从而达到依靠物理方法预先分离部分裂变产物和超铀元素的效果，解决了传统的后处理技术存在的均匀化给核素分离造成障碍的问题。
一种燃料核素分离方法

[发明专利]一种金属燃料基体热管冷却反应堆堆芯结构-CN202310617010.9在审
发明人：佘仲航;恽迪;张文华;叶臣;胡珀 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2023-05-29 - 公布日： 2023-08-04 - 主分类号： G21C15/257 文献下载
摘要：本发明提供一种金属燃料基体热管冷却反应堆堆芯结构，该堆芯结构包括燃料基体组件和反射层；所述反射层内形成一腔体；所述腔体内沿径向布设有多个燃料基体组件，且多个所述燃料基体组件均采用共边方式相连；每个所述燃料基体组件均包括燃料基体和热管，每个所述燃料基体内均布设有多根热管，且相邻两根所述热管的间距均相等；每个所述燃料基体的燃料材料均采用U‑50％Zr金属燃料。该结构主要用于在热管冷却反应堆中，使用金属燃料基体内置热管的方式，在特种用途堆芯体积限制下有效提高堆芯的功率输出，解决了U‑Zr金属燃料在高温与高燃耗下裂变产物存在肿胀严重的问题。
一种金属燃料基体热管冷却反应堆堆结构

[发明专利]一种高燃耗的快中子堆金属燃料-CN202110463323.4有效
发明人：恽迪;文春阳;冯琳娜;王召浩;柳文波;单建强 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-04-23 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： G21C3/60 文献下载
摘要：本发明公开一种高燃耗的快中子堆金属燃料，所述堆芯内装载有金属燃料，所述金属燃料采用天然铀U‑50Zr合金。通过人为控制温度实现相变，提高燃耗，延长燃料使用的期限；通过提高燃料的燃耗，提高铀的利用率，减小处理核废料的压力；延长燃料的使用周期，降低核电的成本，提高核能的经济性；有效进行了裂变气体的及时释放和燃料缺陷的周期性消除，减少由肿胀引起的芯包力学相互作用，提高安全性。
一种燃耗快中子金属燃料

[发明专利]用于反应堆棒状燃料非线性力学性能分析的计算方法-CN202211324285.5有效
发明人：王冠;顾龙;恽迪;于锐;张璐;范大军;刘佳泰;王召浩;苏兴康;李显文;姜韦;陶渝杰;赵祎炜;盛鑫;李荣杰 -专利权人：中国科学院近代物理研究所
申请日： 2022-10-27 - 公布日： 2023-06-09 - 主分类号： G16C60/00 文献下载
摘要：本申请涉及用于反应堆棒状燃料非线性力学性能分析的计算方法。依据反应堆棒状燃料几何和材料参数进行初始计算配置；在当前燃耗、温度场和边界载荷条件下载入燃料结构力学热弹性计算模块；循环判断反应堆燃料在当前温度场下的韧脆属性；启动燃料开裂或非线性力学模拟；重载包壳非线性结构力学模块；判断芯包接触工况，调用基于路径规划算法的接触迭代；在开裂工况下触发开裂控制器覆盖当前计算；输出并追踪材料应力状态，关联传热和疲劳分析模块等。通过引入基于级数的路径规划算法和径向返回算法，解决了以往方法在处理反应堆棒状燃料非线性力学中计算量较大和难以在反应堆多模态时变工况中应用的问题。
用于反应堆燃料非线性力学性能分析计算方法

[发明专利]基于约束弦优化算法的确定辐照气泡临界形核尺寸的方法-CN202211691631.3在审
发明人：柳文波;刘续希;姜彦博;兰峋;恽迪 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2022-12-27 - 公布日： 2023-04-28 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于约束弦优化算法的确定辐照气泡临界形核尺寸的方法。通过第一性原理模拟计算获得辐照气泡的物性参数，然后确定描述裂变气体原子、空位、间隙原子以及划分气泡相的相场变量，由此构建总能量函数及相场变量演化的控制方程和约束弦优化控制方程，该控制函数具有朝向能量最低方向演化的特性，该控制函数能够确保优化目标在每一次演化后的能量更低，从而可以获得辐照裂变气体气泡临界形核尺寸及能量势垒。本发明解决了现有数值模拟中的形核问题，能够获取临界状态的形貌及能量信息。
基于约束优化算法确定辐照气泡临界尺寸方法

[发明专利]耦合温控和辐照效应提高材料耐高温铅/铅铋腐蚀的方法-CN202211555662.6在审
发明人：邱杰;杨重斗;徐钰雯;恽迪;严伟;李艳芬;顾龙;郭少强;柳文波;姚存峰 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2022-12-06 - 公布日： 2023-03-24 - 主分类号： C23C8/10 文献下载
摘要：本发明属于核反应堆核燃料循环与材料设计技术领域，具体涉及耦合温控和辐照效应提高材料耐高温铅/铅铋腐蚀的方法，通过利用辐照效应加速氧化元素在材料基体的扩散，再耦合温度效应控制材料表面氧化膜的生长和溶解速率，而达到原位修复氧化膜质地，以提高金属结构材料在液态铅或铅铋冷却剂中的抗腐蚀性能，延长材料服役寿命。
耦合温控辐照效应提高材料耐高温腐蚀方法

[发明专利]一种提高钢铁材料在铅或铅铋中抗腐蚀性能的处理方法-CN202210213710.7有效
发明人：恽迪;徐钰雯;严伟;李艳芬;顾龙;邱杰;郭少强;柳文波;姚存峰 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2022-03-04 - 公布日： 2023-03-14 - 主分类号： C23C8/14 文献下载
摘要：本发明属于核反应堆材料技术领域，公开了一种提高钢铁材料在铅或铅铋中抗腐蚀性能的处理方法，选取含有Mn元素和Cr元素的钢铁材料，采用裂变产生的高能快中子作为辐照源，对所述钢铁材料进行辐照，使得所述钢铁材料中的Mn元素和Cr元素向所述钢铁材料的表面扩散形成致密氧化膜，即完成对所述钢铁材料防腐蚀性能的提高。本发明通过辐照增强致密结构氧化层的形成，该氧化层具有较好的保护性，且在辐照环境下具有自修复的特性，为增强钢在铅和铅铋冷却剂快堆中的抗腐蚀性能提出新的解决思路。
一种提高钢铁材料铅铋中抗腐蚀性能处理方法

[发明专利]一种提高包壳材料在快中子辐照环境中耐受能力的方法-CN202210404070.8有效
发明人：恽迪;王召浩;文春阳;师田田;冯琳娜;柳文波;单建强 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2022-04-18 - 公布日： 2023-02-28 - 主分类号： G21C21/00 文献下载
摘要：本发明属于核反应堆材料设计技术领域，公开了一种提高包壳材料在快中子辐照环境中耐受能力的方法，包括步骤：选取环形结构的包壳材料，将其置于环形结构的芯体外侧，芯体与包壳材料之间预留0.2～0.8mm，获得快中子反应堆燃料材料，随后于反应堆内进行运行，且在反应堆运行过程中，对快中子反应堆燃料进行退火处理；且在进行退火处理时，分别调节包壳材料的内表面气压和外表面气压使其平衡，即提高了包壳材料在快中子辐照环境中耐受能力。本发明通过平衡内外应力，通过两面承压，利用多次循环的稳态和瞬态运行对包壳材料进行退火，从而增强钢在高中子辐照环境中的耐受能力，从而提升包壳材料的寿命。
一种提高材料快中子辐照环境耐受能力方法

[实用新型]一种测试用样品支架-CN202222859516.4有效
发明人：郝喆;恽迪 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2022-10-28 - 公布日： 2023-01-13 - 主分类号： B01L9/00 文献下载
摘要：本实用新型属于支撑测试设备技术领域，涉及一种测试用样品支架，包括：至少一个支撑环、多个第一凹槽、多个支撑杆；至少一个限位杆，限位杆的一端连接在支撑杆上，限位杆的另一端斜向上倾斜并位于第一凹槽；多个挂钩，设置在支撑环的侧面，围绕支撑环均匀设置，分别与支撑环可拆卸连接，用于固定样品。本实用新型通过至少一个支撑环、多个支撑杆与多个挂钩的配合设置，能够根据样品的尺寸、数量与测试设备的型号选择适合数量的支撑环与挂钩，将多个样品分别固定在多个挂钩上，然后将整个支架放入测试设备中，对多个样品进行测试，满足不同尺寸、数量的样品与不同型号的测试设备，兼容性强，提高了支架的使用效率。
一种测试样品支架

[发明专利]一种用于乏燃料干法后处理的电解精炼废熔盐处理方法-CN202110853068.4有效
发明人：郭少强;张红;恽迪;常双双 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-07-27 - 公布日： 2022-12-09 - 主分类号： C25C3/34 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于乏燃料干法后处理的电解精炼废熔盐处理方法，包括：选用适当的液态金属阴极，通过电解沉积方法回收电解精炼废熔盐中的碱土金属和镧系裂变产物；将液态阴极的电沉积合金产物取出，与玻璃原料和氧化剂进行高温熔融，使电沉积产物中的裂变产物发生选择性氧化和溶解，然后冷却玻璃熔体，最终得到包容有一定含量裂变产物的匀质玻璃。本发明提供的乏燃料电解精炼废熔盐处理方法，不仅工艺简单，步骤少，极大简化了处理过程，而且可灵活处理碱金属、碱土金属和镧系元素裂变产物，还能避免在熔盐体系中引入外来氧离子杂质和氧气和氯气等腐蚀性气体。
一种用于燃料干法后处理电解精炼废熔盐方法

[实用新型]一种测量核反应堆燃料温度的装置-CN202220129267.0有效
发明人：恽迪;钱郑宇;冯琳娜;刘翔 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2022-01-18 - 公布日： 2022-10-28 - 主分类号： G21C17/112 文献下载
摘要：本实用新型涉及核反应堆燃料温度测定技术领域，公开了一种测量核反应堆燃料温度的装置，包括：气体收集装置、压力和温度传感器和处理器，气体收集装置与燃料原件连接，气体收集装置用于收集燃料原件产生的裂变气体，压力和温度传感器设于气体收集装置的顶部内侧，压力和温度传感器用于检测裂变气体的压力值和温度值，处理器与压力和温度传感器信号连接，通过压力和温度传感器检测到的压力值和温度值计算得到燃料温度，本实用新型提供一种测量核反应堆燃料温度的装置，可获得实时的燃料温度，应用本实用新型的装置相较于传统的温度估算方式，准确性更高，时效性更好。
一种测量核反应堆燃料温度装置

[发明专利]一种核反应堆燃料包壳纳米复合涂层及其制备方法-CN202110707330.4有效
发明人：马大衍;恽迪;李浩;刘俊凯;杨健乔 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-06-24 - 公布日： 2022-10-04 - 主分类号： C23C14/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种核反应堆燃料包壳纳米复合涂层及其制备方法，涉及纳米复合涂层技术领域。所述纳米复合涂层包括在核燃料包壳表面依次叠层设置的金属层、第一过渡层、第二过渡层及功能层；所述金属层的成分为Cr；所述第一过渡层的成分为CrN；所述第二过渡层的成分为CrCN；所述功能层的成分为CrTiSiCN。本发明提供的涂层具有良好结合力，通过降低涂层中N元素含量，引入C元素，一方面提高燃料包壳的中子经济性，另一方面获得高表面硬度和低摩擦系数的C单质相，并达到强减摩耐磨及高导热效果。
一种核反应堆燃料纳米复合涂层及其制备方法

[发明专利]基于主换热器系统的核反应堆功率主动调控方法及系统-CN202210714543.4在审
发明人：李良星;赵浩翔;恽迪;单建强;苟军利 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2022-06-23 - 公布日： 2022-09-27 - 主分类号： G21D3/08 文献下载
摘要：本发明公开了基于主换热器系统的核反应堆功率主动调控方法及系统，涉及核反应堆控制技术领域，包括以下步骤：根据所需的核反应堆的堆芯输出功率，匹配、计算经过核反应堆的堆芯后的冷却剂流量和冷却剂温度，并预分配与核反应堆的堆芯的输出端连接的各台换热器的换热功率；对各台换热器所需的冷却剂的流量进行核算，得到每台换热器的流量设定值及冷却剂出口温度设定值；将从核反应堆的堆芯中流出的冷却剂分配到各台换热器中；使流入到每台换热器的冷却剂的流量与换热器的流量设定值相等，以及每台换热器的实际冷却剂出口温度达到换热器的冷却剂出口温度设定值。本发明使反应堆的功率与主换热器系统的功率步步耦合，实现对反应堆功率的主动控制。
基于换热器系统核反应堆功率主动调控方法

[发明专利]一种流场耦合相场的确定多相烧结的形貌和物理场的方法-CN202210577103.9在审
发明人：柳文波;郭松源;戚晓勇;恽迪 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2022-05-25 - 公布日： 2022-08-26 - 主分类号： G06F17/11 文献下载
摘要：本发明提出了一种流场耦合相场的确定多相烧结的形貌和物理场的方法，主要包括烧结相场模型的建立以及算法的提出，具体步骤如下：构建描述多相烧结过程的多项式型自由能；构建Navier‑Stokes方程、Cahn‑Hillard方程与Allen‑Cahn方程耦合的多相烧结相场模型；对Navier‑Stokes方程、Cahn‑Hillard方程与Allen‑Cahn方程构造空间差分格式和时间差分格式进行有限差分的求解；利用SIMPLE算法编写程序得到耦合模型的数值解；输出保守型相场、速度场变量、压强场变量模拟结果。本发明模型将相场理论与流场Navier‑Stokes方程耦合起来，能够定量分析烧结过程中形貌演化和速度场变化方式，为模拟颗粒重排、熔体渗透等烧结过程奠定了技术基础。
一种耦合确定多相烧结形貌物理方法

[发明专利]一种计算核燃料中裂变气体释放及辐照肿胀行为的方法-CN202210332746.7在审
发明人：柳文波;兰峋;姜彦博;恽迪 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2022-03-31 - 公布日： 2022-07-12 - 主分类号： G16C10/00 文献下载
摘要：本发明提出了一种计算核燃料中裂变气体释放及辐照肿胀行为的方法，主要包括以下步骤：第一性原理计算核燃料物性参数；基于速率理论获取核燃料晶界气泡初始分布；建立核燃料晶界气泡演化相场模型；计算渗流参数及燃料孔隙率；获得核燃料辐照肿胀规律；建立核燃料晶界网络结构；建立核燃料裂变气体释放行为相场‑渗流耦合框架；获得核燃料裂变气体释放随时间变化等信息；获取核燃料裂变气体在不同晶界分布下、不同温度下、不同裂变密度下的释放规律。本发明方法将相场理论和渗流理论结合，能够定量分析燃料微观结构对裂变气体释放阈值、释放份额等宏观行为的影响，为建立更加机理化的核燃料多尺度裂变气体释放模型奠定了技术基础。
一种计算核燃料裂变气体释放辐照肿胀行为方法

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