氚靶片核素组成对氘氚中子源强的影响

氘氚中子源通过氘离子束轰击氚靶片引发氘氚聚变反应,产生14.1 MeV高能中子。高能中子调控后亦可产生宽能谱中子场,是先进核能及核技术交叉应用研究的重要实验平台。作为中子源的核心部件,氚靶片由靶片基底和储氚薄膜组成,其中储氚薄膜的核素组成会影响氚原子密度与入射氘离子射程,最终直接关系到中子源强的高低。本文基于MATLAB和SRIM软件建立氘氚中子源强计算模型,对比计算了不同新型储氢金属材料组成的储氚薄膜(TiT_2、MgT_2、Mg_2NiT_4、VT_2、LiBT_4和LaNi_5T_6)和不同氘离子能量对中子源强的影响。计算结果表明,在同等束流条件下,MgT_2的中子源强相比TiT_2可提高30%以上,且制备工艺较为成熟,是氘氚中子源的优秀储氚薄膜材料。     

基于堆外中子能谱测量的堆芯中子场反演方法

目前商用反应堆堆内采用的自给能探测器(Self-Powered Detector,SPD)可以实现堆芯中子通量分布的在线测量,但难以测量中子能谱。同时由于一些先进反应堆堆内服役环境更加恶劣,现有的堆内测量系统难以满足先进反应堆堆芯中子场在线测量的需求。本文提出了一种基于堆外中子能谱测量的堆芯中子场反演方法,通过正向中子输运计算构建堆芯相邻截断面之间的能谱响应矩阵,实现反应堆堆芯中子场的反演计算。通过采用两个简化的反应堆模型进行验证,其中对压力容器处反演的中子能谱与蒙特卡罗输运计算结果平均相对偏差约为14%,在外层燃料组件区域反演的中子能谱与蒙特卡罗输运计算结果平均相对偏差约为11%,初步验证了本方法的可行性。     

基于自动网格划分与权窗平滑的自适应减方差方法

如何更高效发挥减方差的作用是蒙特卡罗方法在先进核能系统屏蔽分析应用中的研究热点之一。本文发展了一种基于自动网格划分与权窗平滑的自适应减方差方法,在蒙特卡罗和确定论耦合的一致性伴随驱动的重要性抽样方法(Consistent Adjoint Driven Importance Sampling,CADIS)基础上,利用计算机辅助设计(Computer Aided Design,CAD)自动转换和自由程自动划分SN网格,通过确定论方法伴随预计算,实现基于伴随通量的区域权窗参数自动配置,并对伴随通量变化剧烈区域进行权窗平滑处理,保证了粒子在不同区域的有效偏倚,进一步提高计算的效率,从而解决大空间蒙特卡罗计算难以收敛的问题。该方法已初步应用于中国铅基反应堆(China Lead-based Reactor,CLEAR)堆顶盖的屏蔽计算分析,该案例具有结构复杂、屏蔽材料厚重的特点,测试结果表明本方法将计算效率提高近10倍。     

多功能聚变裂变混合实验堆FDS-MFX氦冷包层三维中子学初步设计与分析

FDS-MFX(Multi-Functional eXperimental fusion-fission hybrid reactor)是一个基于现实可行技术的多功能聚变裂变混合实验堆概念,分3个阶段相继开展实验研究,分别采用纯氚增殖包层、铀燃料包层和乏燃料包层.本文重点对其中铀燃料包层后期阶段中高浓缩铀模块的摆放方式...     

基于放射治疗计划系统的二重癌风险预测分析

放疗引发二重癌,已成为威胁癌症患者生存质量的重要因素.本文对临床放疗引发的二重癌进行风险预测分析,并对基于二重癌风险预测的计划评估方式展开了探索性研究.选择临床胰腺癌病例,使用FDS团队自主研发的精确放射治疗软件系统(Accurate/Advanced Radiotherapy System,ARTS)设计两个调强放疗...     

中国系列液态锂铅实验回路设计与研发进展

锂铅实验回路是聚变堆液态锂铅包层关键技术研究必备实验平台之一.结合液态金属锂铅包层技术发展战略建议,FDS团队多年来不断开展液态锂铅实验回路技术研究,设计并建造了具有自主知识产权和具有不同功能参数的DRAGON系列锂铅实验回路.本文阐述了中国锂铅实验回路的发展路线建议,系统介绍了目前各实验回路的设计原则、结构特点、功能和相关实验研究进展等情况.     

聚变中子源驱动的次临界清洁核能系统─聚变能技术的早期应用途径

提出作为聚变能技术早期应用途径的聚变中子源驱动的清洁核能系统概念,并从国家的能源需求、国内外核电发展状况论述开发这种系统的必要性和意义,根据国内外聚变驱动器技术及次临界包层技术进展和国内多年的可行性研究结果,说明开发这种系统的现实性和基础。文中也给出了建议的发展进程。     

具有双冷液态锂铅包层的聚变动力电站经济性初步分析

利用聚变系统分析软件SYSCODE对具有双冷液态锂铅包层的聚变动力电站(FDS-Ⅱ电站)经济性进行了计算和分析。采用包层材料预期价格,对成本进行了计算,同时分析了成本与工程参数及包层材料价格不确定性因子的关系,为进一步改进FDS-Ⅱ设计提供参考。     

核聚变装置EAST高可靠性辐射防护控制系统

以环境辐射监测网、门禁系统、核聚变运行控制系统、屏蔽门拖动系统、厅内γ探测系统等设施为测控和通讯对象,研制了以单片机为核心的系统硬件、软件(菜单)和状态机,确保人在任何情况下都不会误入高辐射区,并实时制止其他辐射泄漏的发生。设计了一种硬件三冗余容错方法,在一块电路板故障时,无须诊断电路．系统输出变量仍正确或至少是安全的。     

基于多算法的电子剂量场反演方法

为了研究精确放射治疗中多算法的电子剂量场反演方法及反演效果,建立非线性规划电子剂量场反演模型,利用体外透射剂量重建全空间电子剂量场,并通过多种算法实现。采用7个例题测试结果表明:除NMinimize算法不能实现该模型外,其他算法都能实现,其中Levenberg-Marquardt算法最精确快速。进一步测试表明,利用接近电子射程的透射剂量会带来较大的反演误差(尾差),原因可能是能谱平均带来的,因此改进方法需考虑改进对平均能量的近似。但由于反演时间较短,精度高,可实现实时剂量场反演;并且每一种算法都有特点,为实现提供多方法的选择性,满足临床上对实时剂量验证的需要。