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加速器驱动次临界系统（ADS）凭借其通量大、中子能谱硬、嬗变长寿命核素能力强、能量分布宽等特点，被公认为是核废物处理最安全有效的方式之一。铅铋合金（LBE）因其良好的中子性能、抗辐照性能、传热性能和固有安全性，成为当前ADS散裂靶和冷却剂的首要候选材料。核反应堆冷却剂的主要作用是尽可能安全经济地将核裂变反应释放的热量输出反应堆。为了评估液态铅铋合金的冷却效率，保证堆芯的安全性，需要对铅铋合金的流动与传热行为进行研究，而铅铋合金的密度、表面张力、比热容及热导率等热物理性能是影响铅铋合金流动与传热行为的关键因素，是解决铅铋合金与结构材料相容性以及铅铋合金成分控制与纯化等问题的研究基础。本文通过实验研究的方法，全面系统地研究了液态铅铋合金的密度、表面张力、比热容及热导率等热物理性能随温度的变化关系，分析了发生异常变化的原因，并探索了铋含量对铅铋合金热物理性能的影响规律和影响机理。首先，应用数字化静滴法研究了五种铅铋合金（Pb100Bi0，Pb80Bi20，Pb70Bi30，Pb60Bi40，LBE）在熔点温度至873K温度范围内密度及表面张力随温度的变化关系，结果显示，五种铅铋合金的密度大体上是随着温度的升高而逐渐减小的，Pb80Bi20和LBE的密度在熔点温度附近有异常变化，分析是由于铅铋合金熔化过程中金属Bi发生共价键向金属键转变不瞬时造成的；五种铅铋合金的表面张力随温度的升高而逐渐减小，但在低温区明显偏离理论值，分析其原因可能主要是与金属液滴表面的较高氧分压有关。其次，应用DSC经典蓝宝石法研究了五种铅铋合金在313K~773K温度范围内的比热容与温度的变化关系，结果显示，液态铅铋合金的比热容在623K~700K温度范围内比较稳定，可以忽略温度对其影响，认为是与温度无关的。最后，应用LFA457Micro Flash型激光导热仪研究了LBE在423K~873K温度范围内热导率随温度的变化关系，结果显示，LBE的热导率是随温度升高而逐渐增大的。本文的研究结果，可以为铅铋合金的成分控制及铅基冷却反应堆的设计提供数据支持，为评估亚共晶铅铋合金作为冷却剂材料的可行性提供参考，对发展先进核反应堆散裂靶和冷却剂材料具有重要意义。