电子加速器辐射处理含氰废水的中试研究

以江苏省某碳纤维生产企业排放的含氰工业废水为研究对象,采用自屏蔽Dynamitron电子加速器(能量0.5~1.0 MeV,束流10~15 mA)开展了处理量为30 m3·d-1的中试实验.通过正交实验设计,研究了不同因素对氰化物降解的影响,优化了操作条件.研究结果表明,加速器辐照能够有效去除废水中的氰化物,当CN-浓度为21.08~117.49 mg·L-1,辐照剂量为1.5 kGy时,CN-的去除率为33.88%~59.25%.臭氧的存在可以显著提高氰化物的去除效率,辐照过程中加入2 mg·L-1的臭氧,在相同辐照剂量下,CN-的去除率可提高到48.19%~82.62%,氰化物的辐射降解可以用准一级反应动力学模型描述.氰化物辐射降解的主要产物为氨氮和氰酸盐.本实验研究是我国第一例运用电子加速器连续辐照处理实际工业废水的中试规模实验,为电离辐射技术在我国废水处理领域中的应用起到了良好的工程示范作用.     

电子束辐照处理废水研究及进展

电子束辐照是一项全新的废水处理技术,是环境工程与核技术应用交叉结合的产物,具有高效（处理时间短）、低碳（不使用药剂）、清洁（不产生二次污染）等独特优势,为难降解工业废水处理提供了新技术.本文总结了作者在电子束辐照处理废水方面的研发历程、主要研究工作及进展.研究了电子束辐照难降解工业废水中特征污染物的特性及作用机理;研制了电子束辐照连续处理废水的辐照反应器,能够快速形成超薄水膜,并揭示了水膜的水流特性及电子束吸收剂量分布规律;针对环境突发事件应急处理要求,发明了车载移动式电子束处理废水一体化装置;针对水处理对加速器的特殊要求,如高束流、环境潮湿、腐蚀等,研制出了废水处理专用电子加速器及成套装备,在国内首次实现了工程应用.目前已建成了10多个电子束辐照废水处理工程,涉及到印染废水、化工废水、制药废水、医疗废水、酿造废水以及垃圾渗滤液、抗生素菌渣等处理.电子束辐照处理废水,不仅为废水处理提供了新的技术手段,也拓展了核技术应用领域.利用辐照技术治理环境污染,正在形成新的环保产业,应用前景广阔.     

电子加速器对辐射环境的影响分析

以昆明电缆厂电子辐照交联产生线为例，分析了电子加速器对辐射环境的影响。工程律成后，屏蔽墙外表剂量当量低于１ｕＳｖ／ｈ，主体大厅地板上剂量当量小于１０ｕＳｖ／ｈ，排出的Ｏ３在７０ｍ处浓度为０．０２８ｍｇ／ｍ＾３，且不会使冷却水和空气产生感生放射性核束。其电离辐射可以为周围环境接受。     

活性红m-3BE的辐照降解研究

利用电子加速器产生的高能电子束为辐照源,对较高浓度的活性染料活性红m3BE进行了辐射降解研究,探讨了H2O2加入量、吸收剂量对辐照降解结果的影响和辐照前后溶液pH值的变化。结果表明,电子束辐射能有效降解活性红m3BE,脱色效果显著,脱色率达100%,化学需氧量(COD)去除率可达47%,经2.3kGy剂量辐照后溶液的pH值已有明显下降。H2O2加入量、吸收剂量均与活性红m3BE的降解效率有关,溶液pH值的变化可能有利于提高废水的可生物降解性。实验证实,利用电子束辐射降解技术处理染料废水是一种可行的方案。     

电子束辐照降解水中氧氟沙星的研究

应用电子直线加速器初步探索了水体中氧氟沙星的辐照降解影响条件及降解机理.对初始浓度为20mg/L的氧氟沙星水溶液进行了辐照降解研究,分别选取了0.5kGy,1.0kGy,2.0kGy,3.0kGy,5.0kGy共5个剂量组,以研究辐照吸收剂量对降解效率的影响,同时分别对氧氟沙星水溶液进行空气饱和（水合电子清除剂）、氮气饱和、添加0.005mol/L及0.05mol/L氯化钠、添加0.05mol/L叔丁醇（羟基自由基清除剂）、添加0.005mol/L碳酸钠、添加0.005mol/L硫酸钠等方法进行处理,以探究降解过程中辐照水体产生自由基对氧氟沙星降解的贡献率.结果表明,以空气饱和进行处理,可提高氧氟沙星的降解率,辐照吸收剂量为2.0kGy时降解率可达99%.反之,加入氯化钠、叔丁醇和碳酸钠抑制了氧氟沙星的降解,加入硫酸钠则影响不大,表明羟基自由基在氧氟沙星降解中起关键作用.通过应用超高效液相色谱-质谱（UPLC-MS）对降解产物的分析鉴定,推测出了氧氟沙星的降解转化途径.     

PI纤维在空间带电粒子辐照下的力学性能损伤

目的研究聚酰亚胺(PI)纤维在电子辐照、质子辐照、应力耦合质子辐照条件下力学性能的损伤行为。方法采用中国科学院长春应用化学研究所自主合成并纺丝制备的聚酰亚胺纤维,在空间环境模拟设备辐照的条件下,研究空间带电粒子对聚酰亚胺纤维辐照后的力学损伤行为,并通过XQ-1型纤维强度仪对辐照前后的样品进行拉伸试验。结果在低能电子辐照条件下,聚酰亚胺纤维的拉伸强度、模量和断裂伸长率均有所降低,但变化不太显著;高能电子辐照会提高材料的模量;质子辐照后,材料的拉伸强度和断裂伸长率随着辐照注量的增加明显降低;单一施加5%的应变会使聚酰亚胺纤维的拉伸力学性能有一定量下降。与单一应变样品相比,应力耦合质子辐照样品的拉伸强度和断裂伸长率进一步下降,但是与单一质子辐照样品相比,应力耦合辐照样品的拉伸强度和断裂伸长率都更高。结论无论是在低能电子辐照条件下,还是在高能电子辐照条件下,电子辐照对聚酰亚胺纤维力学性能影响均较微弱,而质子辐照会较大程度地降低材料的力学性能,增加应力耦合效应之后,质子辐照对材料的力学性能影响减弱。     

电子束辐照降解水体中的金霉素

应用电子加速器辐照研究了去除水体中金霉素（30mg/L）的过程,初步探索了剂量、不同气氛条件下叔丁醇的存在、pH值、无机阴离子等对去除效率的影响.然后根据实验结果推测了降解机理和降解产物毒性.结果表明：电子束辐照能高效去除水体中的金霉素,且还原性粒子占主导作用;pH值为碱性时利于金霉素的去除;0.005mol/LCO₃^2-、SO₄^2-、NO₃^-或Cl^-的存在能促进其去除.根据超高效液相色谱-质谱（UHPLC-MS）对降解产物的分析,并结合理论计算推测出10种降解产物和相应的降解途径.之后的费氏弧菌毒理实验数据显示：降解后水样的生物毒性随着吸收剂量先增高后缓慢降低,但辐照5.0kGy后毒性依然较大.     

医用电子直线加速器机房的屏蔽计算

应用加速器进行放射性治疗是医院治疗癌瘤的重要手段，本文作者结合工作实践，探讨了医用电子直线加速器机房的屏蔽计算。     

电子辐照Kapton/Al薄膜力学性能退化规律与机理研究

目的为航天器用Kapton/Al薄膜材料的选用提供数据支撑和高性能Kapton/Al薄膜材料的研制提供理论支持。方法用综合辐照试验装置对Kapton/Al薄膜材料进行电子辐照,用拉力试验机对Kapton/Al薄膜材料开展力学性能拉伸试验,用XPS对其成分和微观结构进行测试分析。结果Kapton/Al薄膜材料的抗拉强度和断裂伸长率随着拉伸速度的增加而降低,随着电子辐照注量的增加呈指数减小,在电子辐照下,薄膜材料分子键发生断裂和交联,C—CO和C—N键断裂发生脱氧和脱氮反应,C—H基团相对含量增大。结论电子辐照将造成Kapton/Al薄膜材料力学性能降低,薄膜材料分子价健的断裂和交联是薄膜力学性能降低的主要原因。     

小冲杆试验测定重离子辐照A508-3钢的硬化和脆化

目的采用小冲杆测试方法测量高能重离子辐照反应堆压力容器A508-3钢的辐照硬化和脆化特性,为工况条件下反应堆压力容器寿命预测提供实验依据。方法采用兰州重离子加速器提供的高能C^(6+)离子通过减能装置在290℃条件下开展A508-3钢辐照实验,并在样品表面形成一定厚度、准均匀分布的离位损伤层。通过开展不同辐照剂量辐照样品的小冲杆测试,得到不同辐照剂量A508-3钢的小冲杆载荷-位移曲线。通过对小冲杆测试得到的载荷-位移曲线的分析,测定不同辐照剂量样品的辐照硬化和脆化特性。结果压力容器A508-3钢辐照样品的硬化和脆化随着辐照剂量的增加逐渐增强,0.15 dpa以前呈线性增长,而后缓慢增大,约0.2 dpa时达到饱和趋势。结论通过小冲杆测试可以得到离子辐照样品的硬化和脆化行为,A508-3钢辐照硬化和脆化行为具有一致的变化趋势。     

应用干法洗涤—电子束辐照法烟气同时脱硫脱氮

本文论述高效同时脱除烟气中SO_2和NO_x的干法洗涤——电子束辐照法的化学反应机理,工艺过程,电子束的产生及电子束加速器,以及电子束反应器。此外,对这种新技术进行了讨论,提出了今后的研究任务,并展望了这种新技术的发展趋势及其应用。     

系统电磁脉冲效应摸底试验初探

目的研究武器装备系统的电磁脉冲效应。方法采用系统理论计算和部件摸底试验相结合的方法,以某装备的信息处理模块为测试对象,开展电磁脉冲近场辐照和电流注入试验,通过改变场强、注入电流等试验条件,探讨电磁脉冲对该模块的电磁效应。结果得出了工作状态下该模块的电磁脉冲干扰效应试验数据,该模块在310 V/m的辐照场强或电缆耦合电流为4.3~6.4 A时会出现敏感状态,多次测试时百分之百敏感阈值略高。结论对部件开展近场辐照和电流注入的电磁脉冲摸底试验方法可行,为进一步研究系统装备电子部件的电子脉冲效应提供了借鉴。     

高能重离子辐照下国产RPV钢A508-3的硬化行为

目的 研究在563 K的温度条件下,高能重离子辐照导致国产RPV钢A508-3的硬化行为。方法 使用回旋加速器提供的352.8 MeV Fe²¹⁺对A508-3钢试样进行辐照,使其依次达到0.15、0.30、1.50 dpa的损伤水平。借助辐照终端的梯度减能装置,在样品表面至25 μm的深度范围内产生一个准均匀分布的原子离位损伤坪区,并使用纳米压痕仪和维氏显微硬度计测量了试样的硬度。结果 考虑到压痕尺寸效应的影响,采用Nix-Gao模型对硬度数据进行拟合,由于高能Fe离子产生了较厚的损伤区,辐照试样中的软基效应明显减弱。辐照后的试样出现明显的硬化现象,且随着辐照剂量的增大,硬化增量有饱和趋势。通过辐照前和辐照至0.15 dpa试样的微硬度数据,得出其与纳米硬度之间的线性关系(Hv0=0.85 H0)。结论 借助A508-3辐照前后的硬度数据,计算发现试样的屈服强度增量与辐照剂量之间存在一种幂函数关系,这为A508-3钢中子-离子辐照硬化的映射关系研究提供了基础数据。     

不同能量电子辐照下星用瑞侃导线性能退化研究

目的研究卫星上外露导线在空间辐射环境下的耐受能力。方法通过分析GEO轨道下在轨10年航天器外露瑞侃导线的辐照环境,研究低能和高能电子对导线性能的影响,地面模拟试验参数选择能量分别为45 keV和1 MeV,注量率均为8.3×10^10 e/(cm^2·s),总注量均为2×10^16 e/cm^2。考察瑞侃导线力学性能(断裂伸长率、拉伸强度)和电性能(击穿电压)的退化情况,并用XPS和SEM测试分析手段,对其电子辐照损伤机理进行研究。结果在不同能量电子辐照下,瑞侃导线的力学性能均略有下降,没有显著区别,而电学性能严重退化,且低能电子较高能电子对其电学性能影响更为严重,其击穿电压分别下降了100%和50%。结论通过剂量-深度分布计算,45 keV入射电子能量全部沉积在样品表层下数微米的深度范围内,完全被导线外皮吸收,对样品的损伤较大;而1 MeV入射电子能量绝大部分穿透表皮沉积在样品铜芯中,因而其性能退化情况相对低能电子较小。进一步的,通过SEM和XPS测试和分析发现,电子辐照造成瑞侃导线分子链降解,形成自由基以及气体,自由基的再交联是造成瑞侃导线损伤的重要机理。     

医院直线加速器应用项目辐射环评方法探讨

本文拟针对某医院直线加速器应用项目辐射环境影响评价方法进行探讨。阐述辐射防护设计及关注点的位置,通过对直线加速器在正常情况下对工作人员及公众人员产生的附加年有效剂量进行计算,评价其机房的防护设计是否满足辐射防护的要求,为同类核技术应用项目辐射防护计算提供科学依据,以保障公众辐射环境安全。     

空间环境下碳纤维/双马树脂基复合材料的性能演化及损伤机理

目的基于碳纤维/双马树脂基(CF/BMI)复合材料在航天结构材料中广泛的应用前景,研究其性能演化及损伤机理,为评估与预测其在空间环境下的服役性能及寿命提供理论依据。方法利用地面试验装置模拟不同的空间环境因素包括真空热循环、质子辐照和电子辐照,利用动态力学分析(DMA)、热重分析(TGA)、X射线光电子能谱(XPS)、热膨胀分析、原子力显微镜(AFM)和力学性能测试等手段系统地研究CF/BMI复合材料在空间环境下的性能变化及损伤行为。结果真空热循环能够引发复合材料产生脱气行为与界面脱粘效应,使其横向拉伸强度退化,弯曲强度和层间剪切强度受到热循环初期固化交联作用的影响,呈现先升高后降低的变化趋势。质子辐照导致材料表面层化学键断裂及碳化,使力学性能及热性能受到一定程度的损伤。电子辐照能够引发辐照交联和辐照降解作用,在较高束流量辐照下降解作用占据主导地位成为复合材料力、热性能退化的决定性因素。结论预期研究成果为CF/BMI复合材料在空间环境下的服役性能及寿命的评估与预测提供了必要的理论依据。     

反应堆压力容器钢晶粒取向对辐照硬化的影响

目的 探究反应堆压力容器用钢中晶粒取向与辐照硬化的关系。方法 选用目前在反应堆压力容器中广泛应用的A508-3钢,首先,采用160 keV铁离子对RPV进行室温辐照,辐照损伤分别达0.2、0.5、1.0、10 dpa。然后,通过纳米压痕技术测量辐照前后样品标定区域的硬度。同时,结合电子背散射衍射对辐照前后样品的硬度标定区域进行晶体取向分析。结果 实验对不同晶粒取向的纳米压痕数据进行统计分析,发现当晶粒取向在[001]方向附近时硬度值最大,而当晶粒取向远离[001]方向,即取向距[001]的旋转角从0°增大到90°时,硬度值逐渐减小。结论 揭示了RPV辐照硬化可能存在较强的取向依赖性,为RPV的逆向设计提供基础。     

钢铁工业项目验收监测执行新标准问题探讨

对钢铁工业项目验收监测及管理相关问题进行了探讨,浅析了钢铁工业标准的新特点,总结了钢铁工业项目验收监测时的关注点,为此类项目的竣工验收监测工作提供参考,为环境管理提供技术支撑。     

高能加速器与环境

高能加速器为探索基本粒子的工具得到了发展。美国、苏联、两欧和日本都相继建成了高能加速器装置,并投入了研究和使用。但是许多人担心高能加速器会不会对环境产生污染问题。高能加速器就其本身来讲是产生放射性的装置,它是否会对环境产生污染,就看辐射安全工作怎样,剂量监测系统是否完善和可靠。为了确定它对环境污染的可能性,必须知道高能加速器放射性源的情况。一、高能加速器产生放射性情况在高能加速器中,带有极大能量和数量极多的粒子,例如西欧核子中心的超级质子同步加速器(SPS),最高能为400Gev,粒子数为     

对小型Co-60辐照装置退役倒源实践中问题处理方法的探讨

结合扬州某小型Co-60辐照装置退役项目的具体实践,对所遇到的实际问题及处理办法进行分析研讨和归纳总结。方案设计合理、可行、有效,解决了全部问题,达到此次辐照装置安全退役和废旧放射源收贮的预期目标。