中国氦冷固态增殖剂实验包层系统氚输运初步分析

氚输运分析是开展中国氦冷固态增殖剂实验包层系统安全分析及未来聚变堆氚自持运行的重要研究内容之一。基于氚输运理论和固态增殖剂包层系统设计,利用FDS凤麟核能团队开发的聚变系统氚分析程序TAS,构建了固态增殖剂包层系统氚输运分析系统动力学模型。该模型氚输运结果与文献报道的吻合得很好,误差小于6%,验证了模型的正确性。针对中国氦冷固态增殖剂实验包层系统氚输运问题进行了两种计算方法(稳态、脉冲模式)的初步分析,获得了氚提取系统、氦气冷却系统回路氚分压,实验包层模块冷却流道、窗口室内氚提取系统和氦气冷却系统回路材料中氚滞留量,窗口室内氚提取系统和氦气冷却系统回路氚日渗透量等数据。最终对比结果显示,脉冲模式分析方法能够实时地跟踪源项的快速变化,更符合中国氦冷固态增殖剂实验包层系统实际运行情况。窗口室内氦气冷却系统回路材料中氚滞留量占到日产氚量的31.3%,因此需要在这些氚滞留损失严重的部位考虑适当的阻氚措施。     

论虹吸排水系统在排放大型屋面雨水中的应用

大型钢结构的工业建筑如机场航站楼、展览馆、体育场、工业厂房等由于其彩钢板屋面具有跨度大、面积广、自重轻、屋盖体系承载较小等特点，这要求降雨时屋面雨水能在短时间内迅速排出。传统重力流雨水排放系统达到这一要求需增加屋面雨水排水系统或加大系统管径，这和彩钢屋面需承重小这一特点相悖，因此，屋面雨水排水技术逐渐成为人们关注和研究的课题。目前，虹吸式排水系统由于其设计屋面雨水排水系统少、管径小、横向悬吊管无需设置坡度、管道雨水流为满流有压状态、排水量大、流速快等特点，不但能最大限度提高室内空间高度且满足建筑使用功能而被广泛应用。     

GDT聚变中子源驱动的嬗变系统的初步物理设计与包层中子学分析

随着核裂变能的不断发展,在提供清洁能源的同时也带来了核废料处理的问题,特别是长寿命的高放射性核素安全处置变得越发重要,通过核嬗变处理核废料是一种公认的行之有效的方法。基于Gas Dynamic Trap(GDT)磁镜装置的聚变中子源具有物理与工程技术难度小、中子通量高、结构紧凑成本低的优点,非常适合作为嬗变系统的聚变驱动器。本文初步设计一套GDT聚变中子源驱动的次锕系核素嬗变系统,其中,GDT聚变中子源作为嬗变系统的驱动器,能够提供两个长度达4 m、总中子产额达5.23×10~(18) n/s的高中子通量区;次临界包层设计采用现有成熟的裂变反应堆技术。本文采用自主研发的中子输运设计与安全评价软件系统Super MC及混合评价核数据库HENDL进行了中子学计算及性能分析,初步分析结果表明该嬗变系统能够实现年处理95.1 kg的次锕系核素,嬗变支持比达到4.8,同时产生450 MW的电能,该嬗变系统具有较优的应用前景。     

Physics Analysis and Optimization Studies for a Fusion Neutron Source Based on a Gas Dynamic Trap

To further investigate the fusion neutron source based on a gas dynamic trap （GDT）, characteristics of the GDT were analyzed and physics analyses were made for a fusion neutron source based on the GDT concept. The prior design of a GDT-based fusion neutron source was optimized based on a refreshed understanding of GDT operation. A two-step progressive development route of a GDT-based fusion neutron source was suggested. Potential applications of GDT are discussed. Preliminary analyses show that a fusion neutron source based on the GDT concept is suitable for plasma-material interaction research, fusion material and subcomponent testing, and capable of driving a proof-of-principle fusion fission hybrid experimental facility.     

改进可逆缩放网络的图像超分辨率重建

可逆缩放网络(IRN)的潜变量采用高斯分布嵌入图像高频信息,因其独立随机性无法充分保存图像高频信息,嵌入效果一般,影响重建性能。通过改进可逆缩放网络来提高嵌入高频信息的能力并进一步降低模型的复杂度。首先,特征提取模块采用密集连接结构和通道注意力机制来获取足够的特征信息,同时减少模块参数量;其次,网络的潜变量采用小波域高频子带插值设计,改善高频信息嵌入能力。实验结果显示该算法相比IRN,在Set5、Set14、BSD100和Urban100这4个基准测试集上的PSNR和SSIM分别平均提升了0.380 dB和0.014,参数量减少约1.64×10⁶,计算量减少约0.43×10⁹,运行时间减少3 ms。表明该算法的重建性能优良,模型复杂度低,具有实用价值。     

基于GDT的14MeV中子源初步设计研究

为满足聚变材料测试对D-T聚变中子源的需要,本文首先根据国际上对用于聚变材料测试的中子源的要求给出设计目标,然后基于Gas Dynamic Trap(GDT)装置的实验进展,提出了基于GDT装置的14MeV中子源的设计初步方案,并建立了GDT中子源的物理模型。计算分析给出了两套中子源参数初步方案,其中FDS-GDT2中子壁负载为2MW/m2,可用于聚变材料的测试。     

基于GA的Tokamak聚变堆芯参数优化方法研究

托卡马克(Tokamak)聚变堆芯参数优化设计是聚变及聚变驱动次临界堆设计的重要步骤之一。本文发展了基于遗传算法(GA)的堆芯参数优化方法并与中国科学院核能安全技术研究所·FDS团队研发的系统程序SYSCODE堆芯物理模块相耦合,对堆芯参数进行优化。通过优化指定的聚变堆芯设计参数(如几何尺寸、等离子体电流、环向磁场等),并满足给定的约束条件,使得单个或多个目标达到全局"最优",对于堆芯设计具有一定参考价值。     

核能对全球变暖和人类健康影响初步研究

核能作为一种安全、清洁、高效的能源,对于改善人类生活环境、提高人民健康水平、促进经济社会可持续发展是非常有利的,然而核能带来的辐射健康风险使其发展一直备受争议,因此有必要对核能带来的效益和风险进行综合评估,以全面地分析核能带来的影响。本文基于三种典型核能发展预测方案,从全球变暖和人类健康的角度,定量分析了2016—2050年间核能在局部地区和全球范围内对于社会的潜在效益和风险。结果表明使用核电替代煤电带来的效益远超过它的潜在风险,尤其是对于贫困地区,社会经济发展水平越低,适度发展核能将会获得更多的效益。分析结果表明,在三种典型核能发展预测方案下,至21世纪中期,核能在全球范围内可以减少0.05~0.22℃温升,避免170~1 400万人死亡,估计的效益价值16.7~115万亿美元。     

基于GDT的聚变裂变混合堆堆芯参数初步设计研究

基于Gas Dynamic Trap(GDT)装置的实验进展,提出了用于驱动聚变裂变混合堆包层的聚变堆芯参数设计。基于零维堆芯物理模型,计算分析给出了一套聚变功率为50MW的初步堆芯参数方案。利用GDT装置的实验结果对该物理模型进行计算对比校验,显示该物理模型和设计参数的可靠性。     

VⅪ总线多功能数据采集模块的研究

分析了几种典型的自动测试系统对数据采集模块的要求,介绍了为了满足我国VXI总线自动测试系统的需求而研制的一种VXI总线多功能数据采集模块。