堆用真空裂变室的试验研究

本文总结了堆用真空裂变室的试制工作,给出该探测器主要性能的测试结果,并进行了分析与讨论。结果表明,真空裂变室是又一种有特色的堆用探测器。在某些方面比常用的硼电离室或自给能探测器更为优越,应当引起重视。     

宽量程核测量系统中裂变室输出信号的仿真研究

为建立一个实验室可用的宽量程核测量系统输入信号,本工作进行了宽量程核测量系统中裂变室输出信号的仿真研究,完成了裂变室输出的单个脉冲信号和脉冲叠加信号的仿真计算,并实现了仿真结果的物理输出,为宽量程核测量系统的算法设计和调试打下了基础。     

裂变室探测器信号处理算法设计

为解决裂变室探测器信号在不同测量模式之间切换造成的信号突变问题,在研究裂变室探测器工作原理及对应信号处理电路的基础上,设计出裂变室探测器的信号处理算法。该算法经证明能够做到不同测量模式之间的平滑过渡,且具有数字化、响应快、线性度好等特点。     

裂变室宽量程电子学测量的仿真研究

利用计算机仿真技术对裂变室宽量程电子学测量中测量频带和噪声的影响建模,并进行仿真分析。分析结果表明:裂变室的脉冲计数测量主要受测量频带的影响,在10 MHz频带内上限计数率大约为测量频带的1/10;裂变室的坎贝尔测量同时受测量频带和噪声的影响,测量频带在300 k Hz左右具有最佳的信噪比,通过降低噪声水平能有效降低下限计数率。     

宽量程中子监测装置信号处理算法研究

为适应宽量程中子监测装置处理反应堆功率及倍增周期信息的需要,本文结合裂变室探测器在坎贝尔工作模式下的信号特征,基于坎贝尔定理提出能够覆盖反应堆全量程范围的功率及倍增周期归一化信号处理算法,并利用FPGA技术完成了该算法的实现及验证.验证结果表明:利用归一化算法能够有效实现不同测量模式下不同量程间的"无缝"衔接,实现测量...     

裂变室脉冲-坎贝尔衔接段动态仿真研究

裂变室具有宽测量范围和高抗γ射线干扰的优点,在测量上同时引入脉冲计数方法和坎贝尔方法存在衔接难的问题。依靠堆上试验进行研究,试验费用较高且时间受限。本文尝试借助计算机模拟仿真技术,以裂变室脉冲-坎贝尔衔接段为研究对象,建模并仿真计算了裂变室脉冲-坎贝尔衔接段的动态变化过程。通过对仿真数据的分析处理,讨论滤波参数的影响以及周期与测量误差的相关性。     

裂变室探测器在高温气冷堆核电站示范工程核测量系统中的应用

高温气冷堆核电站示范工程是我国中长期发展规划中的重大专项之一,也是我国第一座拥有自主知识产权的核电站。文章介绍了高温气冷堆核电站核测量系统的工作原理和系统组成,剖析了裂变室中子探测器的特点及其在核测量系统中的应用。裂变式探测器所具有的γ信号甄别能力强、中子通量测量范围宽等优点,应用于高温气冷堆核测量系统,可以满足大空间、宽范围的堆外中子通量测量需求,有利于简化系统组成、提高经济性。与其他压水堆核电站的核测量系统相比较,应用裂变室中子探测器具有一定的优越性。     

最优化方法应用于裂变核反应理论计算的研究

中子诱发裂变核反应的反应机制十分复杂,需由光学模型、复合核模型等共同描述,因此需同时对大量参数进行调节才能正确描述裂变核反应数据。本文在FUNF裂变核反应模型基础上,利用先进的最优化方法MINUIT,结合MPI的并行计算方法,研究了MINUIT对裂变核反应调参的工作原理,并以中子诱发238U的裂变核反应为例,验证了裂变核反应数据优化方法的可靠性。     

坎贝尔裂变室的高稳定性测量技术研究

由于负电性分子俘获等微观机理影响,坎贝尔裂变室的动态特性在运行期间将发生变化,甚至导致测量输出严重偏离堆芯真实功率。为防止上述因素对核电厂安全造成的不利影响,建立了裂变室时频冲击响应模型,研究了微观过程与频谱特性的映射关系,引入带通滤波方法对传统测量系统进行改进,将坎贝尔测量限制在电子漂移区,实现了复杂变化条件下的高稳定性测量。     

聚变裂变混合堆燃耗计算及燃料成本分析

基于轻水冷却的压力管式混合堆,采用压水堆卸载的乏燃料以及天然铀氧化物陶瓷燃料,建立混合堆包层的换料方案,详细计算了包层中子学性能随燃耗的变化情况,计算结果表明,包层在维持3000 MW热功率输出的同时,可以保证氚自持(氚增殖比TBR>1.20),而每5 a仅需向包层添加80 t左右的重金属燃料。基于建立的平衡循环计算了包层采用不同燃料时的单位发电燃料成本。结果表明,采用乏燃料和天然铀时的单位发电燃料成本分别为1.82×10-3、1.35×10-3$/(k W·h)。     

基于GEM工艺的裂变时间投影室性能模拟研究

基于GEM工艺的裂变时间投影室具有探测效率高和空间分辨率高的特点,可实现裂变产物的多参量测量。本文主要研究基于GEM工艺的裂变时间投影室在不同条件下的测量精度,使用Garfield++软件计算得到裂变时间投影室中不同的裂变产物质量数测量误差约为4～6 u,并通过时间信息的径迹重建研究了裂变碎片在不同工作气体中的角度分辨。研究发现,电子漂移时间长的工作气体中,裂变产物具有更好的角度分辨,并可依此在实验中选择合适的工作气体、气压和漂移电场强度来进行裂变碎片的测量。     

高浓铀快堆裂变产物的反应性效应及假想裂变产物的等效方法

本文利用高浓铀快堆燃耗近似计算方法对230种裂变产物进行了非均匀燃耗计算。以裂变产物的反应性效应为依据,研究了三种假想裂变产物的等效方法。我们推荐其中一种等效方法,它将所有裂变产物等效成两种假想裂变产物,其反应性效应在整个燃耗过程中的最大误差仅约2%。     

裂变产额数据对铅基快堆RBEC-M燃耗计算影响研究

第四代核能系统是一种具有更好安全性、经济竞争力、核废物减少,以及防止核扩散的先进核能系统,代表了先进核能系统的发展趋势和技术前沿。铅基快堆是第四代核能系统中重要堆型之一。目前国际上通用的反应堆程序,比如MCNP+ORIGEN、RMC或者Serpent,很多研究主要针对压水堆,国际上也有研究发现针对铅基快堆基准题RBEC-M,确定论方法和蒙卡方法计算结果有较大偏差。本文深入研究了蒙卡程序使用的裂变产额对计算结果的影响。首先对反应堆蒙特卡罗程序RMC自带和燃耗库中的部分核素的裂变产额数据进行了更新,采用国际上著名RBEC-M基准题和OECD/NEA发布的快堆Pu循环燃耗基准题进行了验证分析,计算得到了裂变份额数据对快堆燃耗计算的影响。计算结果表明:更新后的裂变产额数据对系统的有效增殖因子和主要重核的质量变化影响较小,但对部分裂变产物的质量变化影响较大,部分核素偏差超过86%。对于快堆Pu循环燃耗基准题,长寿命高放废物~(133)Cs和~(129)I的计算结果偏差分别可达22.4%和47.8%,这将对长寿命高放废物的嬗变效率和核燃料循环有重要影响。     

基于拼接裂变矩阵的燃耗计算方法研究

为了实现高效率的输运-燃耗耦合计算,本文基于拼接裂变矩阵理论提出了一种新的燃耗计算方法。拼接裂变矩阵方法使系统的裂变矩阵可以通过预先计算的数据库获得,再根据计算模型的实际工况,按照终点区域性质进行拼接。裂变矩阵数据库采用蒙特卡罗固定源计算得到,堆芯计算也不需要蒙特卡洛模拟,因此可避开耗时的临界计算。本文采用新的燃耗计算方法计算了一个典型两组件模型燃耗600有效满功率天（EFPD）的有效增殖因子和裂变源分布,结果表明燃耗-富集度复合修正比例可将裂变源均方根误差控制在0.7%以下,证明该算法的可行性。     

压水堆核电厂裂变产物源项计算方法研究

裂变产物作为一回路冷却剂中放射性核素的重要组成部分,在核电厂设计中具有非常重要的意义。文中对堆芯积存量计算模型、燃料包壳内裂变产物向一回路冷却剂释放模型、裂变产物在一回路中的平衡模型进行了分析与研究,并以典型压水堆核电厂为例进行了计算与验证,证实了本文中给出计算模型的合理性以及适用性,可供压水堆核电站裂变产物源项计算分析参考。     

高通量工程试验堆物理计算方法的研究

研究了高通量工程试验堆堆芯栅元计算模型 ,特别是多层套管燃料组件的计算模型 ;提出了控制棒扩散系数修正方法 ;开发了栅元计算程序WIMS D4 CNPRI和六角形堆芯扩散计算程序CITATION/SIXTUS 2 / 3软件包 ,并成功的将它们用于高通量工程试验堆的物理计算。     

MOX乏燃料衰变热计算方法研究

目前,铀钚混合氧化物(MOX)燃料已成为一种可用于商业核电厂成熟再循环核燃料。经过燃耗过的燃料在正常停堆或事故后停堆时会产生大量的衰变余热,而乏燃料衰变热是事故分析、余热排出系统和乏燃料池冷却系统设计的重要输入参数之一。UOX乏燃料中裂变产物主要来自于U和Pu等可裂变核素的裂变,U贡献最大;MOX乏燃料裂变产物主要来自于U、Pu和Am等可裂变核素的裂变,Pu贡献最大。UOX乏燃料衰变热可使用ANS—5.1的方法进行计算,但ANS—5.1中的衰变热计算方法不完全适用于MOX燃料。MOX燃料是核燃料可持续发展的重要途径,因此必须研究采用新方法计算MOX乏燃料的衰变热。该文研究使用ANS—5.1计算MOX乏燃料裂变产物衰变热,再使用ORIGEN—S程序计算MOX乏燃料的重核衰变热贡献份额,综合得到MOX乏燃料的总衰变热。     

压力容器下腔室熔池结构计算方法研究

根据堆芯熔融物向下封头迁移的不同路径,给出压力容器下腔室内熔池结构的计算方法,并用MASCA实验结果对该方法进行验证。以百万千瓦级核电厂为对象计算全厂断电(SBO)事故工况下的熔池结构,结果表明,熔融物从侧面迁移到下封头,最终形成的熔池结构为3层。本方法可为熔融物堆内滞留条件下压力容器下封头的完整性判断提供条件。