快堆顶盖隔热保护装置传热性能的实验研究

通过实验研究了在液态金属快中子增殖堆中，主壳顶盖下部遮热体的组成形式对遮热体工作性能的影响。本文提出了一个考虑到使用经济性的遮热体组成方案，供建造我国第一座快中子堆（ＣＥＦＲ）时参考。另外，本文对取消遮热体而完全用强制对流冷却系统对堆顶盖施隔热保护的方案作了实验研究，给出了冷却流道平均Ｎｕｓｓｅｌｔ数计算公式，它对ＣＥＦＲ顶盖冷却系统的设计具有实用价值。     

超高通量快中子研究堆需求分析

实现超高快中子通量是世界先进研究堆的重要发展方向,对于加快第四代先进核能系统燃料及材料创新发展具有重要意义。本文从先进核能堆内结构材料与核燃料的辐照考验、长反应链超钚元素生产等角度,初步分析了我国建设超高通量快中子研究堆的必要性。在此基础上,确定了超高通量快中子研究堆的堆芯最大中子注量率及其冷却剂,给出了反应堆主要参数及冷却剂流动方案。反应堆热功率为200 MW,冷却剂为铅铋合金,最大中子注量率大于1016 cm?2·s?1。      

快中子多重性测量模拟仿真平台设计与分析

快中子多重性测量技术是一种重要的属性认证技术。本文在研究基本理论的前提下,采用蒙特卡罗(MC)方法,利用Geant4仿真工具箱和MCNPX对系统结构和探测过程进行模拟,利用Matlab对快中子多重性分布进行求解,设计和开发了具有自动建模、中子输运、数据可视分析与仿真以及云平台管理数据等多功能的快中子多重性模拟仿真平台。利用该平台对快中子多重性进行了模拟计算和实验研究,得到的快中子多重性分布与理论结果相吻合,仿真平台本身实现质量互检,仿真结果与实验结果之间的偏差均小于±10%。研究结果表明,该快中子多重性模拟仿真平台具有较强的适用性和可靠性,可以应用于核材料的模拟测量中。     

启明星Ⅱ快中子能谱区裂变率分布研究

使用MCNP程序对启明星Ⅱ进行了裂变率分布的详细计算分析。根据理论计算的分布规律,优化了实验测量裂变率分布方案,合理布局了探测器位置。用固体核径迹探测器开展了启明星Ⅱ快中子能谱区裂变率分布的实验测量研究,确定了快中子能谱区的裂变率分布。测量结果显示：快中子能谱区裂变率分布与理论计算结果基本符合。测量结果对ADS次临界反应堆确定堆芯裂变功率提供了数据参考。     

T(d,n)4He反应快中子屏蔽体优化设计的蒙特卡罗模拟

在考虑T（d,n）^4He（D-T）反应快中子源能谱、角分布、面源结构及靶系统对中子的作用的基础上,利用MCNP程序模拟了（D-T）反应快中子在屏蔽材料中子的输运。通过屏蔽体外泄漏中子及γ射线的注量率、能谱及在水中的吸收剂量的分析,给出了满足T（d,n）^4He反应中子源快中子治疗屏蔽体的三种复合屏蔽方案。     

快中子照相MCNP模拟计算

正快中子照相是近些年新开展的一种照相技术,与热中子照相相比,快中子照相快中子具有能量较高、与物质作用截面较小、穿透能力强等特点,快中子穿过较厚被测样品材料时,通过记录出射的快中子可检测出物体内的元素空间分布、材料结构上差异等信息。本工作利用MCNP模拟计算了2.45 MeV中子穿过不同厚度聚乙烯样品及金属样品后的计数情况(图1),样品出射中子选用塑料闪烁体进行探测,实物如图2所示。对2.45 MeV快中子成像分辨率及塑料闪烁体探测     

241Am-Be中子源快中子成像研究

中子成像是一种与X射线成像互补的无伤探测技术。快中子比热中子等低能中子具有更强的穿透力而适合更厚材料的检测。但是快中子难于探测使得快中子成像研究直到最近几年才受到人们的重视。同位素和加速器中子源适合发展可移动中子成像无伤检测系统，而且同位素中子源还有发展便携式无伤探测系统的潜能。本文介绍作者利用同位素中子源241Am-Be开展快中子成像研究的初步结果。     

美国正在研究快中子混合谱反应堆

美国国立布鲁克海文研究所1979年发表一篇专题报告,题目是《快中子混合谱反应堆临时报告——初步可行性研究》,编译如下:继美国总统卡特制订了防止核武器扩散而推迟快中子增殖堆建造计划的政策之后,美国国立布鲁克海文研究所提出了一种所谓快中子混合谱反应堆(Fast-Mixed SpectrumRcactor,FMSR)方案。这种混合谱堆的中子能谱,不仅有快中子硬谱,而且也有热中子软谱,实际上它是把热堆与快堆结合起来的发电快堆的新概念。研究这种堆的目的,据称是为了防止核武器扩散和充分利用铀资     

快中子照相的实验研究

快中子照相是一种优良的无损检测技术,它有着X射线、热中子照相等所不具有的独特优势。本文介绍了作者分别采用^241Am-Be同位素中子源和中子发生器进行的快中子照相研究,并利用自制的Gd2O2S：Tb快中子转换发光屏进行探测,成功实现照相。     

14 MeV快中子照相用光纤转换屏研究

快中子照相技术因其超强的样品透视能力而成为射线无损检测技术近年来研究的热点,转换屏是中子照相装置的关键部件。光纤转换屏是一种新型的快中子照相转换屏,较大程度兼顾了光纤阵列的高探测效率和荧光屏的高成像质量,具有很好的应用前景。本文以D-T加速器为中子源,用ZnS和环氧树脂以及光纤研制了快中子照相光纤转换屏,耦合科学级CCD数字成像系统,进行了快中子数字照相技术研究,获取了不同光纤排列方式的光纤转换屏积分曝光图像,同时测量了快中子荧光屏和塑料闪烁体等其他快中子照相用转换屏的发光效率,实验结果表明,光纤转换屏的发光效率高于其他类型转换屏的。     

宽基硅二极管快中子剂量计

本文简要介绍所研制的宽基硅二极管快中子剂量计,它的测程宽,对快中子的能响好,适于在γ射线、热中子、快中子的混合场中测量快中子。     

测量反应堆快中子注量率的电流型宽禁带半导体探测器设计

为解决强流混合场快中子注量率实时测量的难题,本文基于反冲质子法,以耐辐照性能强、噪声低的半绝缘型（SI）GaN半导体材料为基础,采用带石墨平衡体及聚乙烯转换靶的并联结构,设计补偿式电流型探测器的方案,有效地降低了γ射线灵敏度。利用该探测器测量了西安脉冲堆1#径向孔道内混合场的快中子注量率,其结果与已有测量结果符合较好,验证了该方案的可行性。     

用4.5MV静电加速器开展快中子照相的研究

用国产原材料研制了一种适用于快中子照相的关键部件——快中子转换屏。利用⁹Be(d，n)反应在北京大学4.5MV静电加速器上产生低于7MeV能区的快中子，采用胶片成像法进行了快中子照相的初步实验。借助带不同孔径的Fe等不同材料制作的不同厚度的试验样品，对快中子胶片成像法的基本性能进行了初步测试和研究。实验结果表明，研制的快中子转换屏能够满足快中子照相的需要。     

基于小型加速器中子源的快中子层析实验研究

利用快中子穿透能力强的特点实现层析成像,对于大尺寸的无损检测具有重要意义。但快中子探测效率低,非期望信号引起图像噪声大,原始投影图像信噪比相对较低,实现快中子层析成像难度较大。本文利用中国工程物理研究院核物理与化学研究所研制的小型中子成像检测仪,获取了轻重材料混杂件不同角度下的快中子成像投影图像,通过对投影图像进行预处理提高图像信噪比,并采用迭代重建算法对投影图像进行重建,成功获取了模拟样件的三维结构分布,具备了内部轻材料孔洞缺陷的检出能力,表明采用小型加速器中子源可以实现快中子计算机断层扫描(Computed Tomography,CT)成像。     

核电厂压力容器材料在49-2反应堆的辐照技术研究

应用MCNP程序对堆芯建模,计算得出辐照孔道内距堆心底部高25 cm处的中子能谱,结合多箔活化法测量结果,通过SANDII程序解谱得出该位置的快中子注量率;通过相对快中子注量率测量,获得孔道内轴向快中子注量率分布,从而确定辐照时长和辐照方案,使样品辐照达到快中子(E≥1 Me V)注量~6×1019cm-2的技术指标。为完成辐照样品解体,应用ORIGEN2程序计算,获得待解体样品源项;使用MCNP程序对解体时的操作环境进行建模,计算得出不同屏蔽层厚度的γ剂量率数据;与实测结果进行对比,计算结果与实测结果符合较好,证明屏蔽设计有效。本次辐照考验完全满足技术指标。。     

14 MeV快中子照相用光纤转换屏研究

快中子照相技术因其超强的样品透视能力而成为射线无损检测技术近年来研究的热点,转换屏是中子照相装置的关键部件。光纤转换屏是一种新型的快中子照相转换屏,较大程度兼顾了光纤阵列的高探测效率和荧光屏的高成像质量,具有很好的应用前景。本文以D-T加速器为中子源,用ZnS和环氧树脂以及光纤研制了快中子照相光纤转换屏,耦合科学级CCD数字成像系统,进行了快中子数字照相技术研究,获取了不同光纤排列方式的光纤转换屏积分曝光图像,同时测量了快中子荧光屏和塑料闪烁体等其他快中子照相用转换屏的发光效率,实验结果表明,光纤转换屏的发光效率高于其他类型转换屏的。     

ST-451型有机液体闪烁体快中子绝对效率的测定

一、前言由于有机液体闪烁体对于γ射线和中子有极好的脉冲形状甄别性能和快的时间响应,而且对快中子具有较高的探测效率,在快中子飞行时间谱仪中常用作中子探测元件。我们以T(d,n)~4He反应作为中子源,利用伴随粒子型快中子飞行时间谱仪测量了ST-451型     

基于BM3D算法的快中子图像降噪方法

在快中子照相过程中,由于受到各种因素影响,快中子图像严重降质,呈现大量噪声,不利于无损检测和后续的定量分析。通过噪声分析得出了快中子图像的噪声统计分布符合高斯噪声模型,探讨了将BM3D算法应用到快中子图像降噪处理的方法。实验结果表明,BM3D算法不仅能够有效滤除快中子图像的噪声,而且保护了图像的细节和边缘信息,可为快中子图像的降噪处理提供参考。     

非均匀辐照环境下燃料组件变形的初步数值模拟

以典型17×17燃料组件为研究对象,考虑非均匀快中子环境、材料辐照效应等因素,基于一定的假设与简化,初步实现了燃料组件整体辐照变形的三维数值模拟。模拟结果表明,在所设定的较大快中子注量和快中子注量梯度作用下,燃料组件仍具有较低的整体应力水平,但其引起的燃料组件辐照变形会对控制棒落棒和燃料组件装卸造成一定影响。     

金属核燃料快中子脉冲堆核-热-力耦合计算方法研究

为确保快中子脉冲堆的运行安全,防止超临界脉冲对材料造成物理损伤,需要对快中子脉冲堆脉冲工况进行模拟分析。本研究针对金属核燃料快中子脉冲堆,基于点堆动力学方法、蒙特卡罗方法和有限元力学方法,对Godiva-I脉冲堆开展了核热力耦合计算分析研究。计算结果表明,反应性温度系数和裂变率与实验值吻合良好,反应性、温升、表面位移、表面应力与实际情况相符合。因此,本文建立的“核-热-力”耦合计算方法可应用于金属核燃料快中子脉冲堆的分析计算,具有一定的可靠性。