次临界实验装置动态参数的Rossi-α测量方法研究

介绍反应堆物理实验微观噪声分析中的Rossi-α方法,并将其应用于次临界装置的动态参数α本征值的测量研究.在极低中子通量密度状态下对清华大学反应堆物理实验室次临界装置的α本征值进行测量,同时采用外推方法得到了临界时的本征值αc;采用蒙特卡罗程序( MCNP)和三维蒙卡瞬态程序(TMCC)对该装置的α本征值进行了相应的理...     

基于OpenMC的瞬发中子衰减常数计算模块开发与验证

瞬发中子基波衰减常数α可定量描述反应堆内中子随时间的变化,是计算绝对反应性所需的中子动力学参数之一,对次临界（特别是较深次临界）绝对反应性的精确测量具有重要意义。本文在开源程序OpenMC基础上,基于k α迭代方法,以中子径迹长度上的平均时间吸收权重修正作为k α迭代参数因子,在输运过程中对瞬发、缓发中子分别考虑,开发了具有瞬发α本征值问题计算功能的OpenMC PA模块。以Godiva衍生基准题和MUSE 4次临界实验装置为计算对象,对程序计算瞬发α本征值问题能力进行验证。结果表明,该计算模块有优于MCNP4C的计算速度与计算范围,计算值与参考值的相对误差小于05%。OpenMC PA能满足次临界系统瞬发α本征值和中子动力学参数计算需求。     

深次临界装置α本征值计算方法比较研究

编制了用3种方法独立计算α本征值的计算程序，并分析了深次临界情况下α本征值计算遇到困难的原因。计算结果表明：改进的直接法计算范围宽、精度高，是解决深次临界情况下α本征值计算困难的有效途径。     

深次临界装置α本征值l算方法比较研究

编制了用3种方法独立计算a本征值的计算程序,并分析了深次临界情况下a本征值计算遇到困难的原因。计算结果表明:改进的直接法计算范围宽、精度高,是解决深次临界情况下a本征值计算困难的有效途径。     

反应堆α本征值蒙特卡罗计算方法研究

在蒙特卡罗(MCNP)模拟系统α本征值计算中常采用(κ,α)回归法.该方法在超临界和浅度次临界系统计算中,可以得到较好的结果,但由于算法本身的局限,在深度次临界问题模拟时并不能给出正确的结果.为了解决蒙特卡罗方法计算深度次临界系统α本征值的问题,本文提出了基于蒙特卡罗瞬态程序(TMCC)计算α本征值的衰变曲线拟合法.该...     

ADS稳态中子注量率高阶谐波重构的理论研究

加速器驱动次临界反应堆(ADS)的中子注量率由基波与高阶谐波中子注量率叠加形成。基于谐波与共轭谐波中子的双正交特性,建立了ADS稳态中子注量率谐波展开理论,并针对三维4群ADS扩散问题开展数值研究。结果表明:λ谐波和瞬发α谐波可有效地重构ADS稳态中子注量率,重构精度随谐波展开阶数增加而提高;相比瞬发α谐波,λ谐波具有更高的稳态中子注量率重构精度。由于分析对象外中子源和堆芯布置的对称性,仅有特定对称性的谐波对稳态中子注量率有贡献。     

次临界系统α本征值计算

从α本征值(中子时间常数)的概念出发,使用与时间有关的扩散理论和本征函数展开方法,研究不同半径下的 Li2O、氢系统及铀、含氢铀次临界系统能谱及α本征值随时间变化的规律.计算中使用了30 群群截面数据,微观数据来自 ENDF/B-Ⅵ.     

ADS加速器束流瞬变分析程序开发

加速器驱动的反应堆系统(ADS)中次临界堆芯的功率水平依靠强流质子轰击散裂靶产生的中子源来维持,质子束流的不稳定性将对次临界堆的功率水平产生影响,进而对ADS的安全性产生影响.本文研究了ADS系统束流瞬变事故特性,建立了相应的物理数学模型,设计开发出具有较强针对性的用于ADS系统束流瞬变事故仿真软件--SIMULINK-ADS.并选取了典型的束流瞬变工况进行分析,通过与OECD/NEA和FZK Karlsruhe研究成果进行比较,验证了SIMULINK-ADS程序能够有效地计算和分析ADS束流瞬变次临界反应堆堆芯物理及热工响应.     

ADS铅冷却剂临界装置堆芯物理设计

为研究加速器驱动次临界反应堆系统(ADS)次临界堆芯与靶的耦合特性,以验证设计方法和计算程序,本文构建了ADS特有的快中子谱、较高能量放大系数及负温度系数的铅冷却剂临界装置堆芯,以用于开展不同富集度燃料特性、不同外源能谱与强度条件、不同实验样品的反应性影响、中子源与堆芯耦合特性等实验研究。确定了燃料元件构造、靶区结构、堆芯布置、反射层结构与价值、安全控制及反应性价值等物理参数,为下一步ADS铅冷却剂临界装置研制及实验研究提供了工程实施依据。     

跳源法测量ADS启明星Ⅱ号的次临界度及动态特性

本文主要利用²⁵²Cf外中子源驱动的ADS启明星Ⅱ号次临界装置来验证理论计算的次临界度及不同次临界度下的断束动态特性。简要介绍了利用跳源法在ADS启明星Ⅱ号上测量次临界度的原理、实验装置、测量系统、堆芯布置及实验结果等。实验通过变化堆芯燃料棒的装载来模拟3个次临界状态,即k_eff分别为0.99、0.98和0.97。实验结果与理论计算结果符合较好,验证了理论计算的正确性。经过实验验证的理论计算程序和核数据,为将来的中国科学院战略性先导科技专项--未来先进核裂变能ADS嬗变系统的次临界反应堆设计提供参考价值。     

溶液堆气泡效应测量

在次临界堆（如ADS次临界堆）物理实验中,反应堆动态参数的测量很重要,通常测量瞬发中子动态参数伍的值。反应堆在各种不同次临界装载下的α值可反映堆的次临界深度及相关的中子动力学特征。自主开发的费曼方差平均比方法测量系统是基于计算机数据采集和处理分析的系统,为建设数字化反应堆物理实验室起到一定的促进作用。     

启明星Ⅱ号中子吸收体反应性价值测量

为验证加速器驱动的次临界系统（ADS）次临界反应堆设计时理论计算所使用的计算程序和核数据,在ADS启明星Ⅱ号零功率装置的铅冷堆芯中采用不锈钢元件作为中子吸收体,利用周期法对不锈钢中子吸收体的反应性价值进行实验研究。实验结果表明：吸收体的反应性价值随元件与中心径间距离的增加而降低,实验测量与理论计算的反应性价值接近,变化趋势相互吻合。经实验验证的理论计算程序和核数据可用于ADS次临界反应堆的设计。     

松散耦合反应堆系统基本物理特性研究

从简化的一维双区平板反应堆问题入手,专门对松散耦合反应堆系统的基本物理特性进行了研究.结果表明,一个由多区燃料组成的反应堆系统,当各区之间的耦合非常弱时,其反应性将完全由系统内反应性最大的区域所决定,其余区域对系统的反应性没有贡献.此外,研究还表明,一个由外源驱动的次临界弱耦合反应堆系统其中子注量率信息只反映外源中子所...     

启明星Ⅱ号中子吸收体反应性价值测量

为验证加速器驱动的次临界系统(ADS)次临界反应堆设计时理论计算所使用的计算程序和核数据,在ADS启明星Ⅱ号零功率装置的铅冷堆芯中采用不锈钢元件作为中子吸收体,利用周期法对不锈钢中子吸收体的反应性价值进行实验研究。实验结果表明:吸收体的反应性价值随元件与中心径间距离的增加而降低,实验测量与理论计算的反应性价值接近,变化趋势相互吻合。经实验验证的理论计算程序和核数据可用于ADS次临界反应堆的设计。     

束流瞬变下CiADS次临界反应堆燃料包壳安全分析

利用反应堆系统分析程序RELAP5?mod4.0模拟了加速器驱动嬗变研究装置（CiADS）次临界反应堆燃料棒在发生失束事件时的响应特性;利用有限元软件ANSYS?17.0计算了CiADS次临界反应堆燃料包壳在失束事件下的疲劳寿命;预测了中国未来百兆瓦级加速器驱动次临界系统（ADS）中燃料包壳的疲劳寿命。研究表明:失束时CiADS次临界反应堆功率瞬间下降到满功率的2.156%;失束事件下CiADS次临界反应堆的燃料包壳的疲劳寿命在108次以上;失束事件不会对中国未来百兆瓦级ADS中的燃料包壳造成疲劳损伤。      

液态熔盐堆运行安全特性初步研究

液态燃料反应堆与固态燃料反应堆相比,原理上有较大不同。液态熔盐堆中由于燃料流动带走缓发中子先驱核在堆外衰变导致堆芯反应性降低,且裂变产物在堆外回路中衰变也会引起一回路发热。本文使用熔盐堆中子动力学程序Cinsf1D探讨2 MW熔盐堆的临界动力学特性和安全特性,研究零功率临界下不同熔盐流速启泵和停泵导致的缓发中子先驱核流失所需改变的控制棒棒位。同时还计算了2 MW恒定功率情况下稳态运行及降低流速时一回路温度分布,并模拟了2 MW额定功率下停泵事件。停泵后由于缓发中子损失减少反应堆功率先缓慢增加,然后迅速降低到接近余热水平。停泵后堆芯温度缓慢增加后稳定在安全值以内,说明熔盐堆具有本征安全性。     

ADS启明星1号次临界度测量研究

次临界反应堆的反应性测量问题,一直是实验反应堆物理中的一个难题,且近年来越来越迫切。文章针对ADS次临界系统的特征,提出了用脉冲源法结合源倍增法测量系统次临界度的新思路,并在ADS启明星1号次临界实验装置上进行了测量实验。根据几组不同次临界度的测量结果来看,与理论计算结果偏差一般在600 pcm左右,确认了该方法的有效性。     

加速器束流瞬变ADS次临界反应堆动态特性分析方法研究

强流质子加速器(HPPA)的不稳定性产生的束流瞬变将导致加速器驱动次临界反应堆系统(ADS)的散裂中子源强度发生快速变化,进而对ADS次临界反应堆产生冲击。HPPA束流瞬变下的次临界反应堆动态响应特性是ADS研究的一个重要课题。本文在总结目前ADS束流瞬变问题研究工作的基础上,对已建成的ADS次临界实验装置"启明星1#"开展了初步的与束流瞬变相关的计算分析,提出了在束流瞬变分析中针对有/无外源情况采用多模式堆芯群常数和中子动力学参数实时调用的建议。     

定态中子输运方程本征值计算方法研究

散射源项各向异性展开阶数较大或者离散纵标方法的角度离散方向较多时,中子输运方程本征值的计算迭代容易失败。为了克服该问题,本文通过数学上的推导,构造了中子输运方程α本征值迭代求解的一种新方法,数值算例表明该方法提高了收敛速度,不收敛的问题也得到明显改善。对keff本征值的计算进行改进,改进后的方法不依赖迭代初值,数值算例表明改进方法的计算结果较好。     

ADS加速器失束次临界反应堆动态特性研究

加速器驱动系统(ADS)中次临界堆芯的功率水平依靠强流质子轰击散裂靶产生的中子源来维持.加速器较为频繁的失柬问题,必将对ADS次临界反应堆安全性产生影响.研究了ADS系统失束事故特性,设计开发出具有较强针对性的用于ADS失束事故分析软件,对加速器驱动快中子次临界反应堆的动态响应开展了初步研究.结论表明仅靠断束停堆,仍有可能危及次临界反应堆的安全性.建议增设辅助停堆保护系统以提高ADS安全性.