锆合金氢含量中子成像无损定量分析

Zircaloy is an important structure material of the nuclear energy. The reaseach of hydrogen infection in zircaloy is always the hotspot in the reaseach of the nuclear energy, and the quantitative determination of absorbed hydrogen in zircaloy is the foundation of all correlative reaseaches. However, the routine means of hydrogen content detection technologys are difficult to realize the non-destructive quantitative analyze of the hydrogen content in the whole sample. we plan to study the application of neutron radiography in zircaloy hydrogen content non-destructive quantitative analyze in this item. Theory simulation and experiments will be used, and we will carry out the quantitative analyze of zircaloy hydrogen content by cold neutron radiography , thermal neutron radiography and neutron imaging plate (NIP) . The reasearch can provide a new technology of zircaloy hydrogen content quantitative analyze.

锆合金是核能利用的重要结构材料，锆合金氢致现象的研究一直是核能领域的研究热点，锆合金含氢量定量检测是各种研究工作的基础，然而已有的氢含量定量分析方法难以实现对试样整体氢含量空间分布的无损定量分析，制约了相关研究的进展。本项目拟研究中子成像技术在锆合金氢含量无损定量分析中的应用，通过理论模拟和实验验证相结合的方法研究冷中子数字成像、热中子数字成像及中子成像板成像（NIP）技术对锆合金含氢量无损定量分析所能达到的检测指标，为锆合金材料基础研究提供服务。

锆合金是核能利用的重要结构材料，锆合金氢致现象的研究一直是核能领域的研究热点，锆合金含氢量定量检测是各种研究工作的基础，然而已有的氢含量定量分析方法难以实现对试样整体氢含量空间分布的无损定量分析，制约了相关研究的进展，研究表明中子照相技术有望解决这一难题。.本项目针对锆合金氢含量中子成像无损定量检测开展了理论分析和模拟计算研究，表明采用冷中子照相技术相对热中子照相技术可以获得更高的锆合金氢含量检测精度，有利于指导检测流程的制定；开发了白疵点校正图像处理技术，并结合中子照相领域常用的平场校正、功率波动校正、暗场校正等数据处理技术建立了锆合金氢含量中子照相无损定量分析检测流程与数据校正方法，该实验流程和数据处理方法不仅适用于锆合金氢含量中子无损定量分析，也可推广应用到其他低中子反应截面基体材料中高中子反应截面核素的定量检测分析。.制备了0～900wtppm氢含量锆合金样品并开展了冷中子、热中子数字照相及NIP照相实验检测，实验结果表明在现有技术条件下冷中子数字照相对锆合金中氢含量的定量检测误差可达±50wtppm，热中子数字照相检测误差约±80wtppm，NIP照相仅适应于观察样品中氢分布情况，难已对氢含量开展定量检测，含氢锆合金冷中子CT检测实验表明当样品中氢含量较高时（实验中1620wtppm），样品中氢分布有明显的表面集聚效应，该研究结果表明中子照相技术可以为锆合金氢脆现象机理研究提供重要检测手段。