一回路氮气稳压系统瞬态模拟研究

基于氮气稳压基本原理,采用集总参数法开发了氮气稳压系统瞬态模拟程序,该模型突破了现有独立稳压器模型的局限,实现了一回路系统与氮气稳压器的直接耦合,并采用浮动式核电站氮气稳压系统试验数据对程序进行了验证。在此基础上,提出了一种基于敏感性分析的氮气稳压系统设计方法,与现有设计方法相比,该设计方法可以得到氮气稳压系统的优化配置方案,同时通过适配性设计,可以确保氮气稳压系统在启动过程中,压力不超过一回路系统温度压力限制曲线。      

安全注入系统与安全壳喷淋系统早期互为备用事故策略研究

在大部分CPR1000堆型核电厂中,安全注入系统（RIS）和安全壳喷淋系统（EAS）的互为备用仅应用于大LOCA(Lossofcoolantaccident)事故工况后15天。阳江核电厂5号、6号机组进行了H4管线（安全注入系统和安全壳喷淋系统互为备用的连接管线）改进,将安全注入系统和安全壳喷淋系统的互为备用也可应用于中、小LOCA事故的早期工况。本文研究RIS系统和EAS系统早期互为备用在状态导向法事故运行程序SOP(StateOrientedProcedure)中的应用,结合基于H4管线改进的现实性事故分析,设计出中、小LOCA叠加H4工况（低压安注泵全部失去或喷淋泵全部失去）事故处理的策略及手段。     

直接注入管线失水事故非能动安全系统运行特性研究

小型模块式反应堆ACP100采用了非能动安全和模块化设计技术,可用于地区集中供暖、海水淡化和核动力商船等多个方面。其中,非能动安全设计主要包括非能动应急堆芯冷却系统、非能动余热排出系统等非能动安全系统和自动卸压等专设措施。针对ACP100非能动安全设计技术特点,在中国核动力研究设计院非能动安全系统综合性能缩比试验装置上开展了大量失水事故系统特性试验研究,根据试验数据分析,获得了非能动安全系统在直接注入管线发生破口后系统的综合响应特性,掌握了系统间的相互影响规律,并初步评估其对堆芯的冷却效果。     

电流注入法模拟双电缆系统的X光辐照效应实验研究

在简要介绍屏蔽电缆的转移阻抗和转移导纳耦合的基础上,描述了利用三同轴系统对双电缆和等效负载组成的电缆系统进行电流注入,模拟电缆屏蔽层发射电流,测量芯线等效负载感应信号的实验,给出实验结果及分析,并对理论结果与实验进行了比较。     

复合作用注入系统跟踪研究

在复合作用注入系统解析理论的基础上,从粒子的三维运动方程出发,对电子在复合作用注入系统中的计算机跟踪进行研究。应用文中的方法可求出粒子束的群聚、切割和横向发射度增长等效应的数量结果。文中还提出一种非均匀偏磁的复合作用注入系统,它在群聚和切割性能上优于均匀偏磁方案。实例计算结果表明,均匀偏磁复合作用注入系统粒子束通过率为33%,未归一化发射度增长为:19.86 mm mrad(在y,y’平面),2.55 mm mrad(在x,x’平面);非均匀偏磁复合作用注入系统粒子束通过率为41.6%,未归一化发射度增长为:17.9 mm mrad(在y,y’平面),2.98 mm mrad(在x,x’平面)。发射度增长是任何切割系统所不能避免的,但如有需要,可用共轭系统加以抵消。     

冷冻靶制备中温度控制数值模拟

在二维轴对称模型下，以及惯性约束核聚变冷冻靶制备的温度控制过程中，利用计算流体力学程序Fluent，对聚变腔内的温度场变化进行模拟。研究了腔内气体的自然对流效应对冷冻靶温度分布的影响，模拟了通过在冷却环上施加一正弦振荡的温度场来降低冷冻靶内表面粗糙度的过程，给出了动态快速冷冻方法中的靶温度随冷却环温度的变化过程。     

100MeV回旋加速器强流负氢束轴向注入系统数值模拟研究

串列加速器升级工程中的100 MeV紧凑型回旋加速器,设计用于产生强流质子束,在这样的紧凑型机器中,高亮度离子源和高效率注入系统成为产生强流束的瓶颈问题之一。从我们的30 MeV回旋加速器的运行经验可知,ES(静电透镜和螺线管透镜)注入系统能够有效地控制注入过程中的束包络。然     

新型氮气稳压器系统稳态和瞬态特性研究

根据氮气稳压器系统的基本理论模型,分析了氮气稳压器的稳态和瞬态运行特性,得到了两种不同波动流量工况下,稳压器压力、水位、水区焓、水区质量、氮气温度及氮气体积随时间的变化特性.结果表明:当波动流量为正波动时,稳压器的压力、水区质量、水区焓、水位、氮气温度均呈上升趋势,氮气的体积降低;而当波动流量为负时,各参数变化规律相反.研究表明,氮气稳压器的响应特性较好.两种工况下主要参数的变化趋势与理论分析相一致,但对该模型的实验验证以及控制研究仍需在将来的工作中进行.     

EAST中性束注入射频离子源放电模拟研究

中性束注入加热是核聚变中非常重要的一种辅助加热手段,离子源所能达到的性能决定了东方超环(Experimental Advanced Superconducting Tokamak, EAST)中性束注入所能达到的指标。为了实现长脉冲和高功率加热的需求,采用射频离子源取代传统的热阴极离子源已成为未来离子源发展的一种趋势。本文对射频离子源的结构设计和放电特性进行了理论模拟研究,给出了线圈匝数、匝间距、驱动器尺寸、放电气压和射频功率等参数与等离子体参数间的关系,为接下来射频离子源的研制和实验奠定一定的理论基础。     

CYCIAE-50轴向注入系统和中心区研究

<正>中国原子能科学研究院正为中国科学院空间科学与应用研究中心建造一台50 MeV紧凑型回旋加速器CYCIAE-50。CYCIAE-50通过螺旋偏转板轴向注入30keV的负氢离子束,剥离引出可得到能量30～50 MeV、流强10μA的质子束。CYCIAE-50主磁铁采用直边扇结构,包括4对磁极,中心区磁场为0.9T。加速模式为四次谐波加     

HLS注入系统top-off模式调试与研究

合肥光源(HLS)改造升级后,注入器实现了满能量注入的设计目标,储存环存储束流达到了300mA,同时注入系统采用水平局部凸轨注入系统,具备了top-off模式注入的基本条件。在准备阶段,测量分析了冲击磁铁时间抖动、冲击磁场的不均匀性等参数,并结合现场情况,提出了降低注入系统故障率的有效途径。通过调试与研究,微波功率源以及注入系统采用了预充电模式,储存环采用了逐圈反馈抑制残余振荡,并取得了较好的效果。此外,还分析了top-off模式下,HLS储存环大厅内剂量分布情况,以及降低剂量率的途径。综上所述,HLS已具备top-off模式注入的基础。     

载能α粒子在空气中诱发氮气荧光产额的蒙卡模拟研究

基于氮气荧光原理的远程α成像探测技术是一种极具应用前景的大范围核探测手段,其中对于载能α粒子在空气中诱发氮气荧光产额研究是探测成像技术的关键。利用Geant4建立荧光物理模型,结合收集整理文献报道的实验数据,模拟载能α粒子在空气中电离、诱发荧光和荧光光子猝熄的整个过程,并将模拟结果与文献中实测成像结果进行了比较分析。结果表明,荧光物理模型能很好地模拟再现成像结果。该模型的建立对后续工程技术中成像信噪比、成像时间、可测活度下限、面源尺寸分辨等关键性指标设计提供了技术支撑。     

模糊控制在熔盐系统温度控制中的应用

依托硝酸盐熔盐实验装置,基于半实物仿真方法,优化熔盐回路原有的比例、积分、微分(PID)控制,研究模糊控制方法在熔盐回路系统的适用性。结果表明:经过控制逻辑的优化,改进的PID控制器调节时间更短,超调更小,达到目标值后运行更加稳定;模糊控制方法也能满足预定的控制指标和性能要求,可作为大惯性熔盐系统温度控制的一种方法。     

强流RFQ注入系统研制

本文介绍研制的强流RFQ注入系统。系统包括强流离子源、聚焦透镜、束流切割器等,注入系统在RFQ入口处形成了束流能量75keV、流强42mA、α参数为1．79、β参数为0．0596mm／mrad、束流脉冲频率1-100Hz、束流占空比1％-100％、发射度小于95．2πc mm mrad的质子束,可满足强流RFQ对束流注入品质的要求。     

FFR一次辅助系统阻塞计氮气冷却系统实验研究

文章论证了我国第一座快堆ＦＦＲ一次辅助系统阻塞计冷却系统的设计方案；并根据ＦＦＲ一次辅助系统中阻塞计的设计参数、工作条件，实验给出和模拟不同阻塞计维持功率的情况下，氮气冷却系统的温度特性曲线；分析了此氮气冷却系统的热交换能力，实验证明该氮气冷却系统能够保证ＦＦＲ一次辅助系统阻塞计以程控模工作。     

C-ADS注入器Ⅰ超导腔失效补偿模拟研究

可靠性问题是中国加速器驱动核废料嬗变系统(C-ADS)超导强流质子加速器研究的重点和难点之一。本文针对C-ADS直线加速器注入器Ⅰ的超导腔失效问题,基于PLC嵌入式Linux系统和实验物理与工业控制系统(EPICS)进行超导腔失效补偿仿真研究。本研究完成了嵌入式系统开发和数据快速查找,验证了超导腔失效补偿方法的可行性,为下一步实验研究奠定了基础。     

氖杂质注入条件下CFETR芯部钨杂质浓度的模拟研究

由于低质量数材料不可接受的高腐蚀率以及氚共沉积的问题,未来聚变堆中更希望使用全钨壁。由于钨在芯部的高辐射冷却率,芯部的钨杂质浓度需要限制在非常低的水平(约10~(-5))。中国聚变工程试验堆(China Fusion Engineering Test Reactor,CFETR)要求其高功率稳态运行,全钨壁是优先考虑的方案。为了估计全钨壁CFETR的芯部钨杂质浓度,用边界等离子体物理模拟软件SOLPS(Scrape-off Layer Plasma Simulation)对下单零偏滤器位形不同氖气(Ne)辐射杂质注入速率下模拟得到边界等离子体背景,再利用蒙特卡罗杂质输运程序DIVIMP(DIVertor and IMPurity)对钨杂质的输运进行了模拟。当Ne注入速率较低、靶板温度仍然较高时,即使仅考虑靶板为钨材料,芯部钨杂质浓度依然过高。当外靶板峰值温度降低至约10 eV时,钨靶板对芯部钨杂质浓度的贡献降至可接受的水平;但当包含主等离子体室壁的贡献时,芯部钨杂质浓度仍然达到10~(-4)的水平。因此当Ne杂质注入速率较高时,过高的芯部钨杂质浓度主要来源于主等离子体室壁。未来的工作中需要进一步关注钨壁对芯部钨杂质浓度的影响。     

北京大学加速器质谱计注入系统

北京大学加速器质谱计的注入系统采用快交替注入技术，注入磁铁分辨率高、强峰拖尾抑制能力强。为提高传输效率、减小分馏效应，在束线设计中采取一系列措施，充分考虑ＡＭＳ的特殊要求。文章给出该注入系统的物理设计与调试测量结果。     

非接触式脉冲电流注入系统研制

介绍了一种非接触式脉冲电流注入装置,采用磁场耦合原理,对电缆、导线等电子部件进行脉冲电流注入,与被测试部件没有直接的电气物理接触,可以在电子设备正常工作时进行脉冲电流注入测试,实验表明,可以在4 m长两端接负载的导线上注入脉冲电流幅度高达150 A。     

载能α粒子诱发氮气荧光CCD成像效果模拟

通过探测载能α粒子激发空气中氮气而产生的荧光,实现对核应急或未知场所α表面污染强度的远程初判,该方法具有广阔的应用前景。其中,荧光产额和成像效果是关键性指标。为了研究α粒子激发空气中氮气的荧光产额和成像效果,以特定型号CCD相机为参考,结合Geant4软件,建立了光传输和收集模型,并对成像效果的信噪比、分辨率、遮掩效果等进行了模拟。结果表明,随着测量时间的增加,信噪比收益越来越低,且强源相比于弱源,要得到较高信噪比的图像更容易;α粒子诱发荧光的成像分辨率很高,成像结果的边界基本等同于源的尺寸;强源对其附近弱源存在掩盖效应,这一效应随着到强源距离的增加愈发不明显,且在超出α粒子的射程范围后,不再受到影响。该模拟结果对后续成像系统工程技术中CCD相机选型、可测活度下限、成像分辨率等关键性指标提供了重要参考。