液態(tài)鉛鉍系統(tǒng)氧傳感器初步研制與性能測試.pdf

1、液態(tài)鉛鉍合金(Lead-BismuthEutectic，LBE)因其優(yōu)良的中子學(xué)性能、抗輻照性能、傳熱和安全特性，是加速器驅(qū)動次臨界反應(yīng)堆以及快中子反應(yīng)堆的主要冷卻劑候選材料。但與鉛鉍合金相關(guān)的一些關(guān)鍵科學(xué)問題還有待解決，如鉛鉍合金與材料相容性、鉛鉍合金成分控制與純化技術(shù)、氧濃度測量與控制系統(tǒng)的研制等問題，其中氧濃度是影響LBE對結(jié)構(gòu)材料腐蝕的關(guān)鍵因素之一，氧濃度過高將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)材料的氧化腐蝕，氧濃度過低又不足以在結(jié)構(gòu)材料表面形成保護性氧

2、化膜而會發(fā)生結(jié)構(gòu)材料組分元素的溶解等腐蝕。因此，需要將氧濃度嚴格控制在一定范圍內(nèi)，以有效降低LBE對結(jié)構(gòu)材料的腐蝕，延長結(jié)構(gòu)材料的使用壽命。液態(tài)鉛鉍系統(tǒng)氧傳感器是實現(xiàn)LBE中氧濃度精確測量的重要部件，該儀器因有精確度高、耐高溫、抗腐蝕、密封性好、使用壽命長等一系列需求和技術(shù)難題，目前國內(nèi)尚無成功開發(fā)液態(tài)鉛鉍系統(tǒng)氧傳感器的經(jīng)驗，且國際上尚無商業(yè)化的產(chǎn)品，需自主研發(fā)。
　　 本文基于國際上現(xiàn)有的氧傳感器結(jié)構(gòu)特點，自主研制了一種鉍／三

3、氧化二鉍(Bi/Bi2O3)型氧傳感器，初步開展了氧飽和LBE中的氧濃度測量實驗，對不同溫度下，氧傳感器在LBE中的靈敏性、準確度等性能進行了分析測試。
　　 實驗結(jié)果顯示,300-400℃的氧飽和LBE中，氧傳感器的電壓信號(E)隨溫度(T)變化的實驗曲線與理論曲線變化趨勢相吻合；相對于300℃＜T＜350℃溫度范圍，氧傳感器在350℃＜T＜400℃范圍內(nèi)的測量精確性更好，儀器本身的系統(tǒng)誤差約為17mV。上述研究結(jié)果將為液態(tài)鉛