控氧LBE腐蚀/离子辐照在F/M钢中协同作用效应及其机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    11575258
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    75.0万
  • 负责人：
    姚存峰
  • 依托单位：
    中国科学院近代物理研究所
  • 学科分类：
    A30.核技术及其应用
  • 结题年份：
    2019
  • 批准年份：
    2015
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Liquid bismuth eutectic (LBE) cooled nuclear power plants in future present a harsh environment where structural materials degradation induced by long-term exposure to an intense neutron irradiation and liquid metal corrosion greatly threaten the safety and reliability of the nuclear energy systems. However, the synergistic effect of neutron irradiation and LBE corrosion induced deterioration of structural materials has not been solved yet up to now. Both experimental and theoretical investigations have suggested that high energy heavy ion is a powerful tool to simulate the neutrons damage in nuclear materials. Aiming at this unsolved scientific question and relying on HIRFL and our newly constructed research platform for investigating the combined effect of irradiation and corrosion, we will focus on F/M steels possibly used for future advanced nuclear facility in China to investigate the synergistic effect of neutron irradiation and LBE corrosion under controlled oxygen. Combined with theoretical calculations, the mechanism of the synergistic effect will also be explored. Through this study, we expect to achieve significant progress in this frontier field and provide scientific data and basis for selection and nationalization of the structural materials in our own future advanced nuclear energy systems.
未来液态铅铋共晶（LBE）冷却核能系统的结构材料长期工作于液态金属腐蚀、中子辐射等极端恶劣的环境中，其使役性能会不断退化，从而严重威胁核能装置的安全性和可靠性。但到目前为止，中子辐照/LBE腐蚀协同效应引起结构材料性能退化问题尚未解决。理论与实验研究表明，高能重离子束是模拟研究中子辐照损伤的有效手段。本项目针对这一尚未解决的科学问题，依托兰州重离子加速器（HIRFL）、利用新建成的离子辐照与LBE腐蚀协同作用研究实验装置、选择我国建设先进核能装置可能使用的候选结构材料F/M钢、在一定控氧条件下，模拟研究中子辐照/ LBE腐蚀在F/M钢中的协同效应，辅以计算机模拟，探索协同效应产生机理。期望通过努力，在辐照/液态金属腐蚀协同效应这一前沿领域取得重要研究成果，而且为我国将来LBE冷却核能系统中结构材料的选择和国产化提供科学数据和依据。

结项摘要

未来液态铅铋共晶（LBE）冷却核能系统的结构材料长期工作于液态金属腐蚀、中子辐射等极端恶劣的环境中，其使役性能会不断退化，从而严重威胁核能装置的安全性和可靠性。但到目前为止，中子辐照/LBE腐蚀协同效应引起结构材料性能退化问题尚未解决。理论与实验研究表明，高能重离子束是模拟研究中子辐照损伤的有效手段。本项目针对这一尚未解决的科学问题，主要开展如下方面的研究：.1. 控氧LBE腐蚀/离子辐照协同效应研究实验平台建设.升级改造了液态金属腐蚀/离子辐照协同作用研究实验装置（HLMIF），研发了液态金属氧控系统和测氧传感器，使HLMIF具备了氧控功能，为开展液态金属腐蚀/离子辐照协同效应实验研究提供了先进的实验条件。.2. 液态LBE/离子辐照协同作用效应实验研究.利用液态LBE与材料相容性实验平台和HLMIF，选择选择我国建设先进核能装置可能使用的候选结构材料F/M钢，系统开展了F/M钢在不同条件下腐蚀动力学研究和特定氧浓度条件下LBE腐蚀与离子辐照协同效应研究，研究表明辐照显著加速了F/M钢的LBE腐蚀效应，离子辐照使F/M钢在LBE中腐蚀层厚度增加了3-5倍。.3. 液态金属与辐照缺陷相互作用机制研究.基于第一性原理方法、分子动力学和动力学蒙特卡洛等方法研究了Fe表面的辐照损伤、FeCr基合金主要腐蚀氧化物Fe2.4Cr0.6O4中Pb、Bi和Fe原子的占据和迁移特性以及氧化层-基体界面的液态金属腐蚀特性。.综合分析实验数据和理论模拟计算结果，探讨了液态LBE/离子辐照协同作用效应的机制，认为辐照增强扩散效应是辐照加速腐蚀的主要机制。以上研究结果，为未来液态重金属冷却核能系统中结构材料的选择及新材料的研发提供了科学数据和依据。

项目成果

期刊论文数量（4）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（7）
Slow positron annihilation studies on helium irradiated tungsten
氦辐照钨的慢正电子湮灭研究
  • DOI：
    10.1016/j.nimb.2017.03.127
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Cui Minghuan;Yao Cunfeng;Shen Tielong;Pang Lilong;Zhu Yabin;Li Bingsheng;Cao Xingzhong;Zhang Peng;Sun Jianrong;Zhu Huiping;Wang Ji;Gao Xing;Gao Ning;Chang Hailong;Sheng Yanbin;Zhang Hongpeng;Wang Zhiguang
  • 通讯作者：
    Wang Zhiguang
Helium irradiation induced hardening in MNHS steels
MNHS 钢中的氦辐照诱导硬化
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Minghuan Cui;Ji Wang;Zhiguang Wang;Tielong Shen;Kongfang Wei;Cunfeng Yao;Jianrong Sun
  • 通讯作者：
    Jianrong Sun
HLMIF, a facility for investigating the synergistic effect of ion-irradiation and LBE corrosion
HLMIF，用于研究离子辐照和 LBE 腐蚀协同效应的设施
  • DOI：
    10.1016/j.jnucmat.2019.05.049
  • 发表时间：
    2019-09
  • 期刊：
    Journal of Nuclear Materials
  • 影响因子：
    3.1
  • 作者：
    Cunfeng Yao;Zhiguang Wang;Hongpeng Zhang;Hailong Chang
  • 通讯作者：
    Hailong Chang

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  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    激光与光电子学进展
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    宋银;张崇宏;杨义涛;李炳生;马艺准;缑洁;姚存峰;贺德衍;Song Yin Zhang Chonghong Yang Yitao Li Bingsheng M
  • 通讯作者：
    Song Yin Zhang Chonghong Yang Yitao Li Bingsheng M

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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]
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          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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