惰性气体流出物离线监测仪的三种效率校准方法研究

介绍了3种替代的效率校准方法,并分别用它们计算1台HPGe谱仪测量1枚等效气体源时的探测效率曲线。蒙特卡罗（MC）法建立的探测器模型中所用尺寸参数为厂商提供的值,其计算结果不可靠,与实验值的最大相对偏差达130%。数值积分法和代表点法皆用了1枚多γ核素标准点源,同时还借助了MC模拟计算。当γ射线能量在60～1 836 keV范围时,代表点法计算结果的相对偏差≤±6%,数值积分法计算结果的相对偏差≤±4%,这两种方法均能满足现场工作对不确定度的要求,其中代表点法更易实施。     

小宽高比矩形通道两相阻力特性研究

通过对宽高比为0.05的矩形通道内两相流动阻力特性的实验研究结果,以及与现有经典公式的对比分析结果表明,现有公式在预测较小宽高比的矩形通道内阻力特性时偏差较大。引入了能够反映小通道对气泡生长的限制特性无量纲N_conf,用于对小宽高比矩形通道阻力特性的预测,并采用Lockhart-Martinelli方法拟合了C系数预测关系式。预测结果与实验数据比较,发现95%的实验数据与预测值相对偏差在±15%以内。     

多孔介质通道中单相流阻力特性数值模拟

以流体分析软件Fluent6.3为平台,建立了颗粒填充多孔介质通道内单相流体的流动阻力预测模型。结果表明:该预测模型具有较高的计算精度,对于无量纲直径D=0.16、0.1和0.04的多孔介质通道,预测值与实验值间的相对偏差分别小于5%、7%和7%;流动阻力随D的增大而减小;对于多孔介质中单相流体的压降,现有模型中的惯性阻力修正系数CF对计算结果的影响显著,不能对阻力压降进行很好地预测。     

启明星2号轻水堆燃料棒价值实验和模拟研究

本文对启明星2号零功率装置中轻水堆的单根棒价值进行了实验和模拟研究。利用MCNP6程序和5种截面库计算出5组动态参数,将实验所测的倍周期代入倒时方程得到了5种动态参数对应的单根棒价值。采用斜率法计算出5种数据库对应的单根棒价值,并与实验结果进行了比较。结果表明：5组动态参数给出的周期法实验结果存在明显差异,不同数据库下斜率法给出的模拟结果基本一致;采用JENDL-4.0库时,实验值与模拟值吻合最好,相对偏差小于1%。本文推荐选用JENDL-4.0库计算的动态参数处理实验数据,周期法所得的单根棒价值为(0.237 6±0.015 6) mk。获得精确的单根棒价值,将有助于提高后续ADS相关实验的准确性和可靠性。     

脉冲反应堆动态参数研究

本文介绍了脉冲反应堆瞬变的动态特性的计算模型。计算结果与实验值的相对偏差约3%。     

音速浸没射流气羽特性实验研究

以直径10 mm喷管为研究对象,针对入口压力为0.2～0.8 MPa的饱和蒸汽在20～60 ℃过冷水中气羽特性进行了实验研究。结果表明,蒸汽气羽长度主要受蒸汽质量流速和水温影响,随蒸汽质量流速及水温的升高,气羽长度增加。同时根据实验结果,在理论推导的基础上给出了计算气羽无量纲穿透长度及换热系数的实验关联式。气羽长度预测值与实验值相对误差在±15%以内,换热系数预测值与实验值在椭圆形气羽区相对误差在±12%以内。     

扁管流道流动阻力特性研究

文章以水为工质，对扁管流道的阻力特性进行了实验研究和理论分析，推导出层流区的阻力系数近似解，并拟合了紊流区的经验关系式。结果表明，扁管流道的摩擦阻力系数变化趋势与普通的圆管流道相同，但在数值上明显高于后者，流态转换区域也较圆管滞后。本文推导出的摩擦阻力系数理论计算式和拟合的经验关系式均有较高的计算精度，计算值与实验值间的相对偏差均在4%以内。     

光子注量到空气比释动能转换系数的Monte-Carlo模拟

本文采用蒙特卡罗程序EGS5模拟计算单位注量的10keV～10MeV的光子在空气中所产生的空气比释动能,并将计算结果拟合成公式。模拟计算结果与ICRP74号报告中建议值的相对偏差在±2.0%以内,与ICRU47号报告中建议值的相对偏差在±3.5%以内;拟合值与前者的相对偏差在±4.0%以内,与后者的相对偏差在±7.0%范围内。     

氢-水同位素交换反应热力学理论研究

本文采用量子化学从头计算法对氢同位素分子及相应的氢同位素水分子进行了几何结构优化和振动频率计算,得到了6种氢-水同位素交换体系的热力学函数和气相反应平衡常数。研究结果表明:平衡常数的理论计算值与实验结果吻合,在0.1 MPa和283.2~373.2K的反应条件下,HD-H2O体系平衡常数的计算值与实验值间相对偏差小于6%。     

放射性废物快速非破坏性检测装置算法研究

本工作研究放射性废物快速非破坏性检测装置的数据分析方法和检测装置探测效率的蒙特卡罗法计算。对分析计算方法的合理性进行了实验验证。验证结果表明,²³⁵U计算值与实际值间的相对偏差<10%,由此证实了本方法的合理性。     

中国工程试验堆堆芯入口流量分配特性实验研究

堆芯入口流量分配研究是新型反应堆设计过程中一项重要的工程验证实验,其结果能为反应堆的热工水力及安全分析提供数据支撑。本文针对中国工程试验堆（CENTER）,采用缩比模型开展了堆芯入口流量分配特性实验研究,在不同工况下获得了模拟燃料组件、铍/铝组件、钴靶组件及控制棒导向管内的流量分配因子。实验结果表明：在本文研究的工况范围中,堆芯中大部分冷却剂流过模拟燃料组件,同类型模拟组件间的流量分配较均匀,最大流量相对偏差在±4%以内。实验入口总流量对流量分配特性几乎没有影响。     

Experimental Study on Two-phase Flow Boiling Pressure Drop Characteristics in Narrow Rectangular Channel

The flow boiling pressure drop characteristics of a vertical rectangular channel (2 mm×60 mm×1 000 mm) were studied under transverse uniform and non uniform heating. The test section was double-sided heating with an effective heating area of 56 mm×700 mm. Three kinds of heating power distributions (uniform, polynomial and sinusoidal) were selected, and the working fluid was deionized water. A wide range of operating conditions was obtained by varying the inlet pressure and mass flux. The results show that the pressure drop gradient decreases with the increase of saturation pressure and increases with mass flux. The influence of vapor quality on two-phase pressure drop is related to mass flux, and the transverse power distribution has an important effect on the flow boiling pressure drop. Based on the experimental data of uniform heating, the existing two-phase pressure drop prediction model was evaluated. The homogeneous model using the equivalent viscosity assumption significantly underestimated the experimental values, and the data dispersion is relatively large. The Müller-Steinhagen and Heck and Li and Wu formulas are found to be the best with mean absolute errors of 11.8% and 12.3%, and most of predicted values are within ±20% error band. In this study, a new correlation based on the form of Müller-Steinhagen and Heck formula was proposed, and the Bond number Bo was introduced to consider the effect of surface tension. The prediction error of the new correlation for experimental data is within 8% error band.     

窄矩形通道两相流动沸腾压降特性实验研究

实验研究了横向均匀和非均匀(多项式和正弦分布)加热条件下垂直矩形通道(2 mm×60 mm×1 000 mm)的沸腾压降特性,实验段为双面加热,有效加热面尺寸为56 mm×700 mm。工作流体为去离子水,通过改变入口压力和流量边界开展不同参数工况下的实验研究。结果表明,两相压降梯度随饱和压力的增加而减小,随质量流速的增加而增大,含气率对两相压降的影响与质量流速有关,横向功率分布形式对流动沸腾压降也有重要影响。基于均匀加热实验数据对现有的两相压降预测模型进行了评价,发现使用等效黏度假设的均相模型极大低估了实验值,且预测结果的分散度较大;分相模型中Müller-Steinhagen和Heck、Li和Wu关系式预测效果最好,平均绝对误差分别为11.8%和12.3%,且大多数预测值在±20%误差带内。本文基于Müller-Steinhagen和Heck关系式形式引入邦德数Bo考虑表面张力的影响,拟合得到新的预测关系式,该关系式对实验数据的预测误差在±8%的误差范围内。     

竖直圆管外含空气蒸汽冷凝传热的实验研究

通过对含空气蒸汽在竖直圆管外表面冷凝传热的实验研究,分析了空气质量分数、压力及过冷度对蒸汽冷凝换热的影响,给出了含空气蒸汽的冷凝传热过程中的实验关联式。结果表明：在空气质量分数及压力不变的条件下,壁面过冷度对冷凝传热系数的影响高于纯蒸汽冷凝过程中的Nusselt层流解;所得到的实验关联式具有更广的适用范围,且其与实验值的误差在±10%以内。     

自吸式文丘里水洗器结构设计程序开发

开发了1套自吸式文丘里水洗器结构设计程序,该程序给出了完善的热工参数计算和喉部结构设计逻辑。在实验研究的基础上,提出了阻力计算修正关系式,修正后的计算结果与实验值的相对误差在8.6%以内。     

大型先进压水堆ADS-4夹带试验研究

针对大型先进压水堆的ADS-4夹带现象,按照实际比例1∶1搭建了全尺寸ADS-4试验台架(FATE),在不同工况下进行了多组夹带试验。将试验数据与不同模型的结果进行对比,并将试验数据进行拟合,得到夹带起始的模型关系式。试验结果显示：拟真实工况与纯水工况的现象较相似,支管弗劳德数随夹带起始气腔高度的增加而增加;在不同工况的组合中均出现了回滞现象;由于黏性和表面张力的作用,拟真实工况的夹带起始相比纯水工况更难发生。无论是纯水工况、硼酸工况还是杂质工况,除少部分试验数据外,大部分稳态夹带率的试验数据与Welter模型存在较大差异,相对误差均大于20%。     

HFETR热功率测量系统误差分析

本文针对HFETR热功率自动测量系统,详细介绍了该系统的测量方式、组成和原理,在某炉段满功率运行和连续冷却两种工况下对相应的热功率计算误差进行分析,得到最大相对误差值为0.59％,一个运行周期的积分功率最大相对误差值为0.66％.本文分析了测量仪表精度对热功率计算的影响.研究表明,HFETR的热功率测量系统精度符合设计...     

DRAGON程序加载WLUP数据库处理钍基燃料的基准题计算验证

为验证DRAGON程序加载WLUP数据库处理钍基燃料问题的可靠性,本文使用DRAGON程序加载WLUP提供的14种WIMSLIB格式核数据库,计算钍基燃料基准问题的k_eff并与实验值进行比对,选择IAEA提供的WIMSD程序计算结果作为比对组。结果表明：DRAGON程序计算结果与WIMSD程序计算结果表现出较好的吻合性,处理轻水慢化钍基燃料时,推荐使用endf68gx数据库,其平均相对偏差为0.18%;处理重水慢化钍基燃料时,推荐使用endf71与jendl3gx数据库,其平均相对偏差为0.81%。因此,使用DRAGON程序加载合适的WLUP数据库计算钍基燃料问题具有一定的可行性。     

低剂量氚水β射线对人体外周血淋巴细胞染色体的影响

通过染色体非稳定性畸变来研究低剂量氚水β射线的生物效应。将人体外周血与氚水混合培养24h和48h,共培养72h后获细胞得到与氚水作用后染色体畸变的频率并与相同剂量下⁶⁰Co γ射线的细胞效应对比。将实验结果进行回归方程拟合,得到HTO β射线的最佳回归方程Y=（0.001±0.004）+（0.062±0.018）D+（0.053±0.010）D²（n=3,r²= 0.995,P<0.01）;通过比较HTO与γ射线的最佳回归方程可知,方程系数的主要区别在b值,提示在低剂量的情况下β射线诱发畸变的能力更强。将⁶⁰Co γ射线作为参考可得HTO β射线的相对生物效能（RBE）最大值出现在0.06 Gy,为2.17,RBE值随着剂量的增大而减小。