散料核设施核材料衡算与MUF评价

针对散料核设施，提供了一个核材料衡算和ＭＵＦ评价的方法。核材料衡算是以一个核材料平衡区为衡算单位，以一个闭合的核材料平衡期为限，按核材料平衡方程式（ＭＵＦ方程式）来计算。衡算的结果（即计算的ＭＵＦ值），采用概率－统计技术来进行ＭＵＦ评价，其结果可作为推断核材料是否发生了转移和大量流失的依据，并作为衡量散料核设施核材料衡算与管理性能的标志。     

乏燃料后处理厂核材料衡算仿真

为优化乏燃料后处理设施的核材料衡算,寻找核材料衡算不平衡差（MUF）的主要因素,采用基于数值模拟的系统仿真方法,以核材料衡算视角构建乏燃料后处理设施核材料衡算仿真模型。改变模型工艺参数仿真不同规模的后处理设施中各环节核材料的流通量,然后以正态分布随机变量模拟各铀钚衡算测量点的随机误差,将这些带有随机特征的测量值叠加相应测量的系统误差作为核材料的仿真测量值。仿真计算结果表明,1AF中Pu、U含量测量的系统误差的方差分别占整体MUF方差的50%、40%以上,是主要误差来源。1AF的体积测量误差较小,占比MUF方差小于15%。废液中U和Pu含量很低,U和Pu含量测量的误差分别为10%和30%,对MUF方差影响不大,占比MUF方差分别小于3%和1%,废液的体积测量误差较小,占比MUF方差小于1%。U和Pu产品测量误差的方差占比MUF方差界于1AF和废液的测量之间,不是MUF误差的主要来源。     

核材料衡算工作中MUF评价的分析及优化

涉核企业核物料管理需依托核材料衡算工作去考量物料使用、损失情况,避免核材料发生未知的大量流失,对人民的安全和健康以及核企业的经济效益造成不可估量的损失。MUF评价的影响因素有很多,本文通过对当前MUF评价方法进行分析找出在取样和分析系统误差测算方面的薄弱环节,利用统计学方法计算出最佳取样方案,同时利用标准物质测算得出最接近真值的分析系统误差,从而使MUF评价更加精细、准确。     

聚变堆氚材料衡算测量系统研究初探

氘(D)-氚(T)聚变是目前聚变研究的主要对象,也是未来最可能首先实现工程应用的聚变反应.氘氚聚变反应堆在消耗大量氚的同时,需要依靠锂-6增殖足够的氚来实现氚燃料自持.在国内,氚和浓缩锂-6都属于核材料,按照国家核材料管制条例要求,使用和生产核材料须建立核材料衡算系统.为此,本文针对液态包层聚变堆方案,简要归纳了聚变堆...     

高温气冷堆核材料衡算方法研究

高温气冷堆(HTR)采用球形包覆颗粒燃料元件,采用不停堆换料运行方式。因此,其运行方式、燃料元件的形式、换料方式等与压水堆核电站差别较大。HTR的特点决定了其核材料的监管方式既不同于传统压水堆,也不同于散料核设施,不易采用传统压水堆的件料管理模式和散料核设施的散料管理模式进行核材料衡算管理。为此,本文针对HTR核材料管理,提出一种适于HTR核材料衡算及其不明损失量(MUF)评价的方法。该方法根据HTR的燃料元件、运行方式和换料方式的特点,综合考虑件料和散料衡算两种模式,通过对HTR核材料衡算平衡区合理划分、关键测量点设置和实物盘存方式选取等的研究,最终选取件料+散料的衡算模式进行核材料衡算管理和评估,为HTR核材料监管提供技术基础。目前,该方法已应用于我国HTR的核材料管理,取得了预期的效果。     

件料核材料衡算MUF评估软件设计

以核材料衡算技术为基础,编制了件料核材料衡算MUF评估软件.该软件由数据输入模块、数据处理模块、数据查询模块、数据打印模块、系统设置模块等组成,能进行MUF值评估,根据MUF值和MUF测量方差进行t检验和置信区间估计,并能进行结果查询、打印、生成报表,同时多用户管理功能增强了信息的安全性.     

小型高温气冷堆的堆型方案比较

本文对模块式高温气冷堆的棱柱状和球床两种堆芯型式和一体化与肩并肩分置式两种总体设计方案分别进行了技术特点、设计制造、运行经验和安全性与经济性的比较,提出了在我国发展高温气冷堆的堆型选用原则和建议.     

关于核材料衡算中秤重误差方差的求取

由于秤重在核材料衡算中的大量应用,如何求取秤重的随机误差方差与秤量的系统误差方差是解决核材料闭合衡算的一个重要方面。本文循序渐进讲述如何求取这两类误差的方法及步骤,以期对核材料衡算工作有一定的借鉴。     

高温气冷堆不确定性分析的新进展

球床高温气冷堆由于采用流动球床堆芯和燃料多次通过的运行方式,不能直接套用轻水堆中一般采用的“系统分解,逐级传递”的分析思路,其不确定性的传播和分析具有特殊性。清华大学核能与新能源技术研究院基于高温气冷堆的设计分析经验,开展了高温堆的不确定性研究,并取得了一些进展。目前高温气冷堆已建立起完整的不确定性分析计算框架。在此框架内,基于VSOP程序,开发能反映球床高温气冷堆实际运行特点的不确定性分析程序VSOP-UAM,实现了核数据不确定性隐式效应和显式效应的完整分析。然后使用SCALE/TSUNAMI-3D和VSOP-UAM程序,建立燃料球、堆芯单元、初装堆芯和平衡堆芯的分析模型,量化了核数据的不确定性对各种模型关键参数的影响。此外,还量化了球流混流效应、燃料富集度、燃料孔隙率这些球床堆芯参数的不确定性对堆芯有效增殖因数k_eff和功率分布的影响。从计算结果可看出,高温气冷堆的不确定性分析显示出了有别于传统轻水堆的结果。     

空间气冷堆堆芯初步物理特性分析

为满足未来空间探测活动的大功率用电及轻质量载荷需求,以美国、俄罗斯空间气冷反应堆方案为基础,提出一个亚MW级空间气冷堆堆芯初步设计方案,并使用蒙特卡罗程序对该方案进行堆芯物理计算与分析,给出几种典型工况下的堆芯反应性以及中子分布特征。计算结果表明,该设计方案可满足反应堆的安全性要求,能实现紧急停堆,并可保证在堆芯被水淹没等设计基准事故条件下维持反应堆次临界,确保反应堆安全。此外,通过在堆芯局部燃料棒中添加热中子吸收材料,对堆芯径向功率分布进行优化,以展平径向功率分布。     

空间气冷反应堆堆芯流动换热数值仿真研究

以美国普罗米修斯计划反应堆为参考,建立了空间气冷反应堆堆芯结构的三维模型,利用蒙特卡罗方法计算得到了堆芯真实功率分布,并使用Star-CCM+软件开展了1/6堆芯的流动换热计算,分析得到了堆芯温度场、速度场和压力场的分布情况,评估了现有设计中仍待优化之处,并提出了相关的优化建议。计算结果表明,该反应堆设计可将冷却剂加热到工作温度,能满足基本的技术指标。但从优化角度考虑,需对堆芯入口段与出口段进行优化设计,通过改变入口管与压力容器间的角度等,可降低不必要的能量损失,提高堆芯出口温度与速度分布均匀性,同时降低冷却剂对诸如气轮机等设备的不利影响。     

多模块高温气冷堆地震概率安全分析关键技术研究

高温气冷堆核电厂采取多个反应堆模块匹配1个汽轮机的设计方式,即1台高温气冷堆机组会包含多个反应堆模块,这使多个高温气冷堆模块在地震外部事件下存在明显的相关性,因此在利用概率风险分析方法来全面地识别和评价高温气冷堆的地震风险时,需要从机组的角度充分考虑和模化机组内多个反应堆模块间的相关性。高温气冷堆示范电站已完成了较为完整的单模块地震概率安全分析,本文将以该分析结果为基础梳理出高温气冷堆多模块地震概率安全分析的关键技术要素并进行研究,研究内容包括多模块事件序列建模和地震相关性失效评价等关键技术,并针对多模块高温气冷堆提出了应用策略。然后以双模块设计的高温气冷堆示范电站为对象,以地震导致丧失厂外电始发事件为代表,对多模块高温气冷堆地震概率安全分析进行了实例分析获得远低于概率安全目标的释放类频率,且分析得到了高温气冷堆多模块事件序列建模策略与地震相关性失效的评价路线可行这一重要结论。     

棱柱式高温气冷空间核反应堆初步方案设计与中子物理分析

空间核反应堆电源将核裂变能转换为电能,与太阳能、化学燃料电池等其他形式的电源相比,具有电功率大、系统比功率高、使用寿命长等优点,在太空探索中具有广阔的应用前景。以高温气冷堆技术为基础,提出了以氦氙混合气体作冷却剂,直接布雷顿循环的空间核反应堆电源方案。核反应堆是采用包覆颗粒燃料的小型棱柱式高温气冷堆,热功率为5 MW。采用蒙特卡罗方法进行了中子物理分析。结果表明,设计的反应堆满足10a以上的满功率运行寿期,具有负的反应性温度系数。通过布置B4C安全棒,使反应堆在发射失败引起的堆芯进水事故中能保证次临界。     

浅析10MW高温气冷实验堆对于高温气冷堆示范工程的作用

介绍了10MW高温气冷实验堆(简称HTR-10)工程的实践经验成果,论述了HTR-10的成功对于高温气冷堆示范工程的现实意义。     

MELCOR与SPEEDI程序在放射性物质释放量评估中的应用比较

轻水堆核电厂严重事故发生时,公众及核电厂工作人员最为关心的就是放射性物质的泄漏,如何准确地评估放射性物质的释放水平,对指导核电厂工作人员采取相关的应急措施具有重要的意义。目前,用于实时评估核事故情况下放射性物质释放量的方法主要有两类:(1)基于核电厂事故工况分析的评估方法,如MELCOR程序;(2)根据辐射环境监测数据反演的评估方法,如SPEEDI程序。前者主要以程序模拟计算为主,后者主要是基于核电厂周围辐射环境监测的数据,具有实时性。本文通过对MELCOR和SPEEDI这两类评估程序在福岛核事故中的应用比较,阐述两类评估方法在评估放射性物质释放量时发挥的效用。     

人员出入口核材料放射性监测装置的研制

采用γ射线探测器阵列和序贯概率比检验法建立了人员出入口核材料放射性监测装置,以检测通过出入口的人员是否以隐蔽方式非法携带核材料或其它放射性物质。     

人员出入口核材料检测装置的研制

研制了一套以塑料闪烁体作为探测器,用以检测行人携带特种核材料的检测装置。在本底为2.58×10-9C.kg-1.h-1、人的行走速度小于1.2 m/s时,对高浓铀的检测质量下限为2 g,低燃耗钚的下限为0.06 g;在本底为5.16×10-9C.kg-1.h-1、人的行走速度小于1.2 m/s时,对高浓铀的检测质量下限为3 g,低燃耗钚的下限为0.08 g。该装置误报率小于1/3 000。