启明星1#次临界装置的裂变率分布

启明星1#次临界装置是我国为开展加速器驱动的次临界系统(ADS)研究而建立的国际上第1个具有快-热耦合结构的次临界反应堆实验装置。启明星1#次临界装置在确定的装载下、由不同能量的外中子源作用时,利用MCNP程序分别对装置快中子能谱区、热中子能谱区燃料元件的径向及轴向裂变率分布进行模拟计算,所使用外中子源的中子能量分别为2.5、5、14MeV。计算结果表明:在外中子源源强相同的情况下,源中子能量越高,裂变率越大;在源中子能量相同的情况下,次临界反应堆的轴向裂变率分布为中间高、两端低,径向裂变率分布在快中子能谱区先减小后增大,而热中子能谱区则是先增大后减小,然后,随着接近反射层又逐渐增大。该裂变率分布计算结果为后续实验测量和探测器布置提供了参考。     

启明星1#次临界装置热中子能谱区裂变率分布测量

启明星1#是我国专门为开展加速器驱动次临界系统研究而建立的国际上第1个具有快-热耦合结构的次临界反应堆实验装置。采用MCNP程序对堆芯裂变率分布进行指导性计算,并参考计算结果布置探测片,用固体核径迹探测器测量了堆芯热区裂变率分布。测量结果显示:堆芯有反射层一端的裂变率比无反射层一端的高;轴向加装反射层末端的裂变率明显增大。测量结果对确定热区的裂变功率提供了数据。     

用于在线测量反应堆内热中子相对通量密度分布的闪烁体光纤探测器研究

闪烁体光纤探测器采用双探头甄别中子信号,利用252 Cf裂变源对探测器系统进行了测试,并与3 He计数管的计数进行了对比。在启明星1#上进行了热中子相对通量密度分布的测量,结合Geant4得到的不同能量段的中子转化率及MCNPX模拟得到的反应堆中子能谱,对探测器进行了相对效率刻度,测试结果与固体核径迹探测器测得的裂变率分布进行了对比。测量结果表明,闪烁体光纤探测器对于252 Cf中子源的响应基本符合点源的衰减趋势,与3 He计数管的测量结果符合较好。在启明星1#热区测得的热中子相对通量密度分布与固体核径迹探测器测量到的结果一致,快区测得的热中子相对通量密度分布与3 He计数管的测量结果及MCNPX的模拟结果符合较好。测量结果为闪烁体光纤探测器的研究提供了较好的实验依据。     

ADS启明星Ⅱ号中子能谱测量实验

正为了嬗变核废物中的次锕系核素,中子能量必须较高,所以具备快中子能谱区是启明星Ⅱ号堆物理设计的一个重要指标。设计中堆芯由内及外分为3个区域,第1区为快中子区。为检验是否达到设计目标,在启明星Ⅱ号上开展了快区中子能谱测量实验。该实验采用活化法,利用多种探测片在堆芯内进行辐照,得到相应核素的单核饱和活性,再利用SAND-Ⅱ解谱程序,即可计算得     

启明星1#中子通量密度测量实验

启明星1#是由1个快中子能谱区/热中子能谱区耦合组成的堆芯和由外中子源来驱动的次临界系统。快中子能谱区在堆芯内部,热中子能谱区在堆芯外部,快区不仅能够提供快中子能谱,还可放大外中子源用于驱动热区,热中子能谱区主要用来能量放大以维持装置的链式裂变反应。在此装置上开展通量测量实验是为了了解这种新型快热耦合装置跟其它装置相比有何异同,分别用高压倍加器驱动产生的氘氚反应和镅铍外中子源研究整个堆的通量分布,以便于开展核嬗变研究工作。在此装置上进行4种情况下的中子通量密度分布实验:1)空装载时的快区中子通量分布(利用镅铍…     

固体径迹探测器法测DF-Ⅵ快中子零功率装置中心的平均裂变截面比~(238)σ_f/~(235)σ_f

平均裂变截面比是快中子反应堆物理研究中的一个重要参数,它可以用来评价和修正截面数据和中子能谱计算。 在过去,主要采用裂变室和活化法测量。六十年代,固体径迹探测器技术获得迅速发展,由于它比较简单,体积小,又可以直接记录裂变碎片,所以很快被用来测量裂变率分布和平均裂变截面比。 本工作是用固体径迹探测器测量DF-Ⅵ装置中心的。     

5 启明星1#中子通量密度测量实验

启明星1#是由1个快中子能谱区／热中子能谱区耦合组成的堆芯和由外中子源来驱动的次临界系统。快中子能谱区在堆芯内部，热中子能谱区在堆芯外部，快区不仅能够提供快中子能谱，还可放大外中子源用于驱动热区，热中子能谱区主要用来能量放大以维持装置的链式裂变反应。在此装置上开展通量测量实验是为了了解这种新型快热耦合装置跟其它装置相比有何异同，分别用高压倍加器驱动产生的氘氚反应和镅铍外中子源研究整个堆的通量分布，以便于开展核嬗变研究工作。     

ADS次临界实验装置--启明星1#

文章介绍加速器驱动次临界系统（ADS）中次临界实验装置——启明星1#的设计目的、要求、结构和可开展的工作。启明星1#是由快中子能谱区和热中子能谱区耦合组成的堆芯和由高压倍加器氘-氚反应中子源来驱动的次临界系统。快中子能谱区处在堆芯内部，该区提供快中子谱，还可放大外中子源，以驱动热区；热中子能谱区处在堆芯外部，主要用来能量放大，以维持装置的链式裂变反应。     

能谱变化对239Pu裂变室测量快中子注量的影响

热中子和共振区的中子在快中子临界装置中所占的份额很小,但是由于其相对大的截面,在慢化物存在的情况下,热中子和共振中子份额的微小变化,对^239Pu裂变室测量中子注量的结果影响很大。通过测量^239Pu裂变电离室在包镉和包硼、周围有无慢化物等情况下的反应率,Au、In活化片的镉比,S活化片在能谱变化下与^239。Pu的反应率比等,分析了快中子临界装置中热中子和共振区中子的分布,讨论了中子能谱变化对^239Pu裂变室测量快中子注量的影响及解决办法。     

用阈探测器测量热中子引起的~(235)U裂变中子能谱

通过用阈探测器测量热中子引起的~(235)U裂变中子能谱,研究了SAND—Ⅱ和RDMM方法的解谱能力。并用蒙特卡罗程序分析了两种解谱方法的解谱误差。认为SAND—Ⅱ和RDMM是解快中子能谱较好的方法。     

ADS原理验证装置快热耦合次临界堆设计

作为加速器驱动洁净核能系统(ADS)原理验证装置"启明星"一号的次临界驱动堆,堆芯采用快-热耦合方式组成,由天然金属铀组成快中子能谱区能有效地嬗变锕系元素(MA),低浓铀元件组成热中子能谱区能有效地嬗变裂变产物(FP).使用MCNP程序对次临界实验装置进行设计计算,确保keff在0.90～1.00之间.     

精确测定ST451型快中子探测器的有效中子阈和电子的相对闪烁响应

本实验用薄膜￣（２５２）Ｃｆ源的裂变中子测定ＳＴ４５１型快中子探测器的有效中子阈。文中叙述了用单能γ射线源刻度探测器对电子能量响应的方法，康普顿边的位置通过比较测量的脉冲幅度谱和ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ模拟的分布与探测器的脉冲幅度分辨进行折叠的理论谱被精确地确定。给出了中子能量在７Ｍｅｖ以下，ＳＴ４５１型快中子探测器的有效中子阈和电子的相对闪烁响应数据。     

用薄膜~(252)Cf源测定ST451快中子探测器的相对效率

本文叙述了用飞行时间测量~(262)Cf瞬发裂变中子能谱来刻度ST 451探测器的快中子相对效率响应的方法。在飞行时间谱仪中,一个流气式的微型电离室作为裂变碎块的探测器。文中给出了对实验数据的处理和修正的过程。得到了阈值分别为0.420、0.625、0.825、1.168、1.565和1.882MeV中子能量从几百keV到10MeV范围内的相对探测效率。实验结果与用Monte Carlo方法计算的效率作了比较。     

精确测定ST451型快中子探测器的有效中子阀和电子的相…

本实验用薄膜＾２５２Ｃｆ源的裂变中子测定ＳＴ４５１型快中子探测器的有效中子阈。文中叙述了用单能ｒ射线源刻度探测器对电子能量响应的方法，康普顿边的位置通过比较测量的脉冲幅度谱和Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ模拟的分布与探测器的冲幅度分辨进行折叠的理论谱被精确地确定，。给出了中子能量在７ＭｅＶ以下，ＳＴ４５１型快中子探测器的有效中子阈和相对闪烁响应数据。     

用半导体探测器测量堆中子通量

在GM-5半导体探测器对面放置一个~(239)Pu裂变源片,将此探头插入到零功率基准中心,测量堆中心绝对快中子通量。探头沿孔道可以精细到每隔5mm二个测点,得到活性区径向中子通量分布。采用~9239)Pu核作裂变靶是考虑到该核的快中子裂变截面对中子能谱不灵敏。而半导体探测器体积小,能插入到直径只有15mm的小孔道中。 用半导体探测器测量中子通量实际是记录~(239)Pu转换靶的裂变事件数。假定探测器的灵敏面对裂变靶片所张立体角为θ,则可探测到α粒子计数率为Aα     

启明星1#装置快热分界面的中子能谱实验测量与理论计算

加速器驱动的快-热包层耦合次临界装置--启明星1#内的中子能谱对于验证系统设计具有重要意义.采用多箔活化法测量了启明星1#装置内快谱区与热谱区分界面上的中子能谱,利用SAND-Ⅱ及MIST程序进行解谱.同时,采用MCNP程序,通过完全真实三维模拟加速器中子源、快-热耦合包层及反射层情况,得到理论计算谱,并作为活化法解谱的初始输入谱.将实验测量结果与理论计算结果进行比较,二者一致,从而验证了理论计算的正确性.     

碳材料反射中子的238U裂变反应率测量和计算

用小型贫化铀裂变室和俘获探测器测量了D-T聚变中子在碳材料反射体上反射中子引起的^238U裂变反应率分布。比较了无碳材料反射体的测量结果。实验测得的^238U裂变反应率合成不确定度为5．1％～6．4％。实验结果与用MCNP／4A程序和ENDF／B-Ⅳ库数据计算的结果在误差范围内符合。     

特快中子测量中探测器角度模拟与屏蔽条件实验研究

采用Geant4对100 Me V电子轰击Ta靶产生的中子和光子的能量和角度分布规律进行模拟研究,对特快中子和光子能量和数量的角度分布情况比较分析,确定了探测器的探测角度;结合中子能量测量原理与实验现场实际情况,确定了探测位置。在基础铅屏蔽条件下,对比不同厚度前向屏蔽铅的光子脉冲宽度分布,确定了特快中子能谱测量的最佳屏蔽铅条件。     

238U裂变电离室测量25.5MeV中子注量率

在飞行时间谱仪测量中子能谱的基础上,利用²³⁸U裂变电离室测量了中国原子能科学研究院HI-13串列加速器产生的25.5MeV中子注量率。为验证该裂变电离室测量快中子注量率的可靠性,在中国原子能科学研究院5SDH-2串列加速器上,利用该电离室和伴随α粒子装置同时测量14.8MeV中子注量率,结果在不确定度范围内一致。     

19.1MeV中子诱发~(235)U裂变质量分布研究

用双裂变电离室测量了靶物质碎片的裂变率，由阈探测器测量了中子能谱，用γ能谱法测量了19．1Mev中子诱发^235U裂变时^95Zr，^147Nd等35种产物核素的产额。并绘制了产额－质量分布曲线。