核临界安全中的监督现场测量技术--源倍增方法的某些问题

给出了核临界安全中监督现场的测量技术——源倍增法的实验理论和实验方法。源倍增法实际测量的是有源次临界中子有效增殖系数k2而不是中子有效增殖系数Keff。在铀溶液核临界装置上进行了实验研究用源倍增法测量了次临界系统在外中子源作用下铀溶液不同液位的有源次临界中子有效增殖系数k2;用周期法测量了单位铀溶液位的反应性系数,然后用临界液位与次临界液位之差乘以单位铀溶液位的反应性系数,给出系统次临界液位时的反应性．由反应性给出传统观念上的中子有效增殖系数keff 。讨论了它们的差别及对核临界安全的影响。     

跳源法在启明星1#次临界装置中的应用

简要介绍了跳源法在启明星1#次临界装置上测量次临界度的原理、外源驱动的次临界中子学实验装置、堆芯布置及中子源驱动系统。主要研究了中子源在堆芯轴向中心位置、不同装载情况下的反应性变化,并给出不同的有效倍增系数keff。实验测量结果与理论计算结果进行了比较,结果符合较好。     

启明星1#次临界装置上第2阶段实验研究

启明星1#次临界装置建成后,在第1阶段的实验研究即用Am-Be稳态外中子源驱动启明星1#次临界装置,Am-Be稳态外中子源的平均中子能谱约4MV,初步测量了其中子学特性后,又于2005年10月到11月进行了第2阶段的实验,,即用高压倍加器产生的脉冲外中子源驱动启明星1#次临界装置。高压倍加器产生的脉冲外中子源能谱为14MV,测量其中子学特性,包括:1)验证第1阶段的实验,外推临界质量;2)跳源方法测量启明星1#的不同装载时的次临界度;3)用脉冲外中子源驱动启明星1#次临界装置,测量不同装载下不同空间位置的中子衰减特性等。其中,外推临界质量与第1阶段…     

脉冲中子源方法的空间效应研究

在氢化锆-铀-轻水零功率装置上研究脉冲法的空间效应。实验结果表明,随着次临界度加深,空间效应越加强烈;在相同次临界度下,各种方法的空间效应不同。我们采用两种方法试图消除空间效应。首先引入动力学歪曲修正因子C(r),修正后的Kβ/l法和外推面积法结果都有不同程度的改善,测量点中最大与最小值之比分别从1.41倍和1.93倍降到1.30倍和1.24倍。还采用与堆内各测量点计数均有关的空间积分法,对面积法的数据进行修正,在约23β深次临界度下,经空间积分法修正的脉冲法与断源法结果在2%以内符合,说明空间积分法是消除空间效应的有效方法之一。     

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。     

启明星1#次临界装置内不同位置探测器的中子计数率变化

在启明星1#次临界装置上进行了次临界外推实验,外中子源分别采用Am-Be中子源和252Cf中子源,放置在启明星1#次临界装置中心,中子探测器放置在次临界装置内不同位置,研究相对中子计数率的变化。实验测量结果表明:在启明星1#次临界装置不同位置的探测器测量得到的中子计数率变化不同,但对外推结果影响不大。     

脉冲中子源中子产额稳定性的评定

中子产额的稳定度是脉冲中子源的一项重要指标.文中介绍了一种评定脉冲中子源产额稳定性的新方法.测试系统由长计数器和一对性能基本相同的积分型探测器组成,中子产额的稳定度直接通过数据处理获得而无需对各探测器测量的不确定度进行分别评定.通过不同探测器得到的实验结果彼此符合很好.     

跳源法在ADS中子学研究中的应用

简要介绍了跳源法在ADS中子学研究中测量次临界度的原理、外源驱动的次临界中子学的实验装置、堆芯布置及中子源驱动系统。主要研究了^252Cf中子源在堆芯不同轴向位置、模拟质子束管和散裂中子靶件处不同缓冲区材料对Keff的影响。实验结果与其它实验方法的结果进行了比较，符合较好。     

脉冲源法测量系统次临界度的进一步分析

脉冲源法是确定反应堆次临界度的一种方法,实际应用中,其适用性与脉冲源的时间特性相关。用解析方法推导了脉冲源的后沿时间波形对诊断次临界系统中子学时间常数本征值的影响,并用数值计算进行了验证,明确了脉冲源法诊断次临界系统中子学时间常数时所需满足的外源条件。结果表明,在目前研究关心的时间尺度范围内,脉冲源法适用的目标诊断量的要求是外中子源的时间衰减深度一定要深于装置的次临界度。     

双液闪法测量微秒脉冲中子源参数技术研究

微秒脉冲中子源相对于纳秒脉冲中子源有相对高的脉冲中子产额,微秒脉冲中子源在核物理实验研究中有着较为广泛的应用,因此其脉冲参数的准确测量对于其有效应用有着重要意义.论文采用双液闪法测量了微秒脉冲中子参数,液闪探测器使用了直径5.08 cm的等高圆柱形的BC -501A探测器,测量得到了脉冲底宽分别为40、50和200μs的微秒脉冲的脉冲宽度、脉冲周期、脉冲中子产额等实验数据,该实验技术可供相关实验人员参考.     

高次谐波滤除方法在ADS次临界堆瞬发中子衰减常数计算中的应用

欧盟开展的外源倍增(MUSE)系列实验表明:脉冲中子源(PNS)方法是一种适用于深次临界堆中子增殖系数(keff)测量的方法,在PNS方法中,瞬发中子衰减常数α的准确与否是精确测量keff的关键.本文针对“快热”耦合次临界装置——“启明星1#”上的α测量进行分析,采用高次谐波滤除方法,得到拟合α值的时间区间,在该时间区间内得到的α与探测器位置无关.同时将由α计算出的次临界系统的瞬发中子倍增系数kp与蒙特卡罗程序(MCNP)计算结果进行对比分析,两者符合较好.研究表明:高次谐波滤除方法可有效避免α值测量依赖于探测器位置的问题,由该方法得到的α值可用于加速器驱动洁净核能系统(ADS)次临界反应堆keff离线监督.     

单次脉冲中子源方法测量瞬发中子衰减常数

瞬发中子衰减常数α是核系统的重要标志性特征参数,该值的准确测量对于核临界安全具有重要意义。本工作采用单次脉冲中子源的方法测量了某次临界核系统的瞬发中子衰减常数,获得了几种不同次临界状态下的瞬发中子衰减常数,测量结果与²⁵²Cf随机脉冲源法测量结果一致。     

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。     

铍水堆脉冲中子源传递函数与空间效应测量

本文叙述了在铍水栅格上的脉冲中子法在线测量实验,给出了脉冲中子源传递函数,得到了空间相关瞬发中子衰减常数并对结果作了讨论。     

基于SiC探测器的裂变靶探测系统中子灵敏度标定

在高压倍加器上,采用直流法和脉冲法分别标定了²³⁵U和²³⁸U靶构成的探测系统对14.9 MeV中子的灵敏度。对脉冲法的原理、方法及结果进行了介绍,并与直流法的测量结果进行了对比。结果表明：脉冲法和直流法的结果在不确定度范围内一致。脉冲法可在一次测量中直接扣除本底,而直流法的本底测量不准确,因此脉冲法是一种更准确的方法。本文方法可为脉冲中子源裂变探测器的相关研究提供参考。     

固态反应堆次临界系统中子照相处的n—γ测量

中子照相时，中子照相处的ｎ－γ比是控制成像对比度的１个重要因子，在中子源激励的固态反应堆的次临界系统上对ｎ－γ比进行了实验研究，中子通量密度采用固体核径迹探测器测量，γ辐射剂量率用热释光器测定，测得的ｎ－γ比与用其它中子照相装置的结果进行了比较，结果在数量级上是一致的。     

基于逆动态法的ADS次临界度在线监测方法数值验证

加速器驱动次临界系统(ADS)的次临界度在线监测是ADS运行和安全的核心问题,目前次临界度的测量方法主要有:外推-周期法,跳源法,脉冲中子源法等。本文研究了基于逆动态法的ADS次临界度在线测量方法,并对该法进行初步数值模拟验证。基于临界堆反应性逆动态测量方法,增加外源项的特殊考虑:采用次临界稳态中子通量密度(或功率)及初始次临界度以确定外源,实现适用于次临界堆反应性计算的逆动态求解算法。本文使用欧洲小型加速器驱动的次临界系统PDS-XADS进行数值验证,与动力学程序NTC-2D的计算结果进行对比。结果表明:该方法可有效实现次临界堆的次临界度在线监测。     

外推-周期法测量ADS模拟装置的次临界度

在ADS次临界中子学研究中，将次临界外堆法和超临界周期法相结合，实验测量了模拟ADS次临界装置中心布置不同缓冲区材料时的有效增殖因子keff和缓冲材料所相当的反应性。实验结果与其它实验方法的结果进行了比较，相互符合较好。     

深次临界反应性测量中的动力学畸变效应修正

深次临界反应性测量中,随着次临界度的增加,中子注量率空间能谱分布偏离静态,由此产生的动力学畸变效应对次临界反应性测量产生影响。本文根据扩散理论分析次临界系统中子注量率空间能谱分布偏离的规律,并根据相对中子注量率计算动力学畸变效应修正因子。在零功率装置上进行4个不同棒态组合的次临界度测量试验。试验测量分析表明,随着次临界度的增加,动力学畸变效应修正因子从0.052逐渐增大到0.065,对应的反应性修正量为0.78eff³.01eff,可见,深次临界反应性测量中对动力学畸变效应进行修正是必要的。     

启动物理实验中PNS的堆外探测器响应和外推临界研究

使用MCNP5对启动物理实验中一次中子源(PNS)在堆外源量程探测器(SRD)响应进行模拟计算,分析堆芯有效倍增因子effk、带源有效倍增因子sk和探测器计数C之间的关系。通过对SRD响应系数a的预测,得到优于传统的1/C外推预测临界法的a'/C外推预测临界法,使硼稀释过程中的外推曲线线性度更好。计算结果表明,接近临界时a'/C值与eff1?k线更加吻合。