零功率石墨堆中子噪声谱分析

一、基本原理零功率反应堆反应性涨落完全是一种随机过程。这种涨落引起了中子密度的随机涨落。反应堆作为输入输出设备,反应性涨落是输入信号,而中子密度的相应涨落是输出信号。这种输入和输出的关系由反应堆的频率响应特性决定。中子信号的自谱密度(APSD)可     

用核噪声方法测量氢化锆零功率堆的瞬发中子衰减常数

瞬发中子衰减常数α是反应堆的重要动态参数,由次临界和临界状态下的瞬发中子衰减常数可以刻度出反应堆的次临界深度。在瞬发中子衰减常数的测量中,脉冲中子源方法是经常使用的非常成熟的方法。本文叙述另一种方法——核噪声方法测量瞬发中子衰减常数,这种方法使用中子探测器,探测堆内中子水平的涨落,通过对中子涨落信号的分析处理,导出瞬发中子衰减常数α。与脉冲中子源方法相比,核噪声方法的优点是测量方法简单,只需在反射层内放置中     

基于PCA和BM3D的噪声估计方法及其在中子图像去噪中的应用

针对中子图像的去噪问题,本文提出了一种弱化残差图像特征值的噪声估计方法。该方法将残差图像作为噪声图像,利用主成分分析（PCA）分析了残差图像特征值,估计了噪声强度。根据噪声强度,应用三维块匹配方法（BM3D）去除了噪声,逐步弱化残差图像特征值,得到了最终噪声估计值。实验结果表明,该方法能估计模拟噪声图像和实际含噪中子图像的高斯噪声,计算效率高,可实现较好的去噪复原效果。     

基于功率密度谱的压水堆核电厂中子噪声特性研究

分析了压水堆核电厂中子噪声功率密度谱的计算方法,利用该方法以核电厂堆内构件振动监测系统长期的监测数据为基础,计算了中子噪声的功率密度谱,分别分析了百万千万级核电厂、不同功率核电厂和不同燃料周期核电厂中子噪声功率密度谱特性。结果表明,通过分析压水堆核电厂的中子噪声功率密度谱特性,能有效的认识压水堆核电厂堆内构件的振动行为,为压水堆核电厂堆内构件状态分析提供了基础。      

反应堆冷却剂沸腾中子噪声物理模型研究

中子噪声用于反应堆冷却剂沸腾监测有独特的作用。本文使用Ｗａｃｈ－Ｋｏｓａｌｙ的理论模型,比较成功地解释了堆芯中冷却剂的沸腾引起中子噪声,通过对压水堆局部沸腾零功率堆模拟实验的计算与分析,得出了判断汽泡上升速度的物理量。     

基于中子噪声分析的某核电厂堆芯吊篮梁型振动特征研究

研究了基于堆外电离室中子噪声信号监测压水堆核电厂反应堆吊篮的方法,通过计算电离室中子噪声的互功率密度谱、相干和相位,分析得到了堆芯吊篮梁型振动的频率;利用该方法,计算获得了某正常运行状态下压水堆核电厂换料周期内堆芯吊篮梁型振动频率和中子噪声功率谱幅度的变化趋势,结果说明了在反应堆正常运行状态下,随着堆芯燃耗的增加,吊篮梁型振动频率发生了微小漂移,频率变小,该频率处中子噪声功率谱幅度变大。     

核反应堆吊篮振动引发中子噪声的实验研究

利用临界装置,开展了吊篮振动引发中子噪声实验研究.在反应堆稳定运行工况下,采取随机信号、窄带扫频和单频3种激励方式激励吊篮振动.在最大激励力下,吊篮最大振幅21μm,主要振幅在3～10μm.对中子噪声频谱分析显示,本底中子噪声信号频谱幅度随频率近似呈指数衰减.对临界装置的吊篮,振动引发的中子噪声频谱主要分布在数十Hz以上,容易分辨.研究中采用了高通数字滤波技术,改善了对特征频率的观察和识别.随机力激励吊篮,激发出了吊篮和围板的低、中频振动引发的中子噪声特征谱;窄带扫频激励吊篮,在20Hz～70Hz范围的扫频窄带内,中子噪声频谱主要出现70Hz以上的特征谱线,在70Hz～110Hz范围内,主要出现低于扫频窄带频率的特征谱线,在110～180Hz范围内,主要出现125Hz左右的特征谱线,从180～190Hz起的窄带扫频中,只能激励125Hz左右的特征谱线;30Hz～150Hz频率范围内单频激励吊篮,主要出现几个特征谱峰.由此鉴别出吊篮振动模态频率为76.2、125.0、181、215、239.7Hz.     

基于BM3D frames和方差稳定化变换的中子图像复原方法

中子照相是无损检测中应用较为广泛的一种技术。然而中子成像系统诸多不可避免的物理因素会导致所得中子图像严重降质,如噪声污染和空间模糊等。针对此问题,本文提出了一种将BM3D frames和方差稳定化变换相结合的中子图像复原方法。此方法首先对图像中的泊松高斯噪声进行变换,变换后数据成为符合高斯分布的噪声,然后用BM3D frames滤除变换后的高斯噪声,最后对去噪结果进行逆变换即得复原图像。该方法对强泊松高斯噪声有很强的抑制作用,且可很好地保留降质中子图像中的细节。实验结果表明,该方法在客观数据和视觉感受上均表现出稳健高质的复原性能。     

两维快堆中子扩散方程的有限元逼近

本文讨论了两维快堆中子扩散方程的有限元数值逼近方法,给出了收敛性证明,利用自动剖分技术编制了两维多群中子扩散方程有限元计算程序 FEM2D,对快堆临界问题进行了一系列数值计算,并与国外有限元计算结果及其它方法计算结果进行了分析比较,得到了满意的结论。     

中国先进研究堆中子散射工程中子导管模拟研究

为使依托中国先进研究堆（CARR）进行的冷中子散射实验拥有更高质量的中子束流,本工作对中子散射工程中的中子导管系统各参数进行分析研究,并首次在国内应用等效中子导管理论,结合解析计算确定出优化的导管方案。同时,应用VITESS程序对各导管方案得到的中子束流进行了模拟,在综合考虑导管系统几何布局及中子束流的发散度影响后,探讨出若干符合实际的设计方案。尔后,利用导管位置计算程序NGPS,计算出各导管方案中每个导管单元的位置坐标。最终,根据各项指标对模拟的各导管方案进行对比,优选出CNGA、CNGB、CNGD3套中子导管系统的最佳参数,为即将进行的中子导管系统的设计和安装提供理论参考。     

反应堆堆内部件振动中子噪声物理模型研究

中子噪声分析对反应堆堆内部件振动监测有重要意义。本文采用微扰理论 (系统方程和扰动源项 )、控制理论 (传递函数 )、反应堆动力学方程 (点堆动力学方程 )建立了堆内部件振动中子噪声物理模型 ,并且用它来解释实验 ,较好地解释了实验测量得到的功率谱密度。在理论模型中通过引入一低频噪声项 ,较好地描述了实验测量功率谱密度低频端的抬高。另外对于吊篮梁式振动 ,则采用四个堆外探测器来实现监测。通过这种方法 ,可以较好地监测吊篮梁式振动和进行计算机仿真模拟。     

脉冲堆瞬发负温度系数的噪声测量法

根据反应堆堆内中子信号和温度信号的相关性，以及中子动力学方程和热力学绝热方程，利用噪声信号分析技术，在频域内建立了测量脉冲堆堆芯瞬发负温度系数的物理模型，同时，利用反应堆稳态运行是中子信号以及温度信号和扰动信息，通过自回归滑动和ＡＲＭＡ模型，得到中子噪声信号以温度噪声信号的功率谱密度（ＰＳＤ）再在频域内，通过最优化方法得到脉冲堆堆芯瞬发负温度系数值，该值与理论值相符。     

求解中子输运SP3方程的半解析节块方法

中子输运简化P3 (SP3)方法是对中子输运方程PN的一种近似,可以转换为与中子扩散方法相似的形式.采用节块方法中有效的半解析方法求解中子输运SP3方程,同时也基于粗网有限差分(CMFD)方法采用细网有限差分(FMFD)形式同样求解该方程.通过对NEACRP-L-336基准题(修改)的数值计算,验证了通过Pin-By-Pin的节块计算能够获得与FMFD几乎相同的结果,而Pin-By-Pin的CMFD计算结果与FMFD计算结果有一定的偏差.     

含反射中子的快脉冲堆中子动力学方程研究

提出了含有反射中子的快脉冲堆中子动力学方程,并据此开展了快脉冲堆在超瞬发临界状态下产生脉冲的数值模拟计算。结果表明,反射中子增加了反应性和脉冲产额,由于反射中子使脉冲波形展宽,波形也不再对称。     

准宏观中子噪声测量分析系统的开发

基于LabVIEW平台开发了反应堆准宏观中子噪声测量分析系统.布置在次临界反应堆附近的3 He计数管输出的中子脉冲信号,经过若干仪器模块和PCI - 6602数据采集卡,送入计算机,通过频谱分析可以得出次临界反应堆的瞬发中子衰减常数.该系统已经过实验的验证.     

反应堆堆内部件振动的中子噪声物理模型

介绍了一种用来描述堆内部件振动引发中子噪声的物理模型。本模型基于控制论的观战将反应堆动态方程与随机振动方程结合起来,并在振动方程描述中考虑了非线性项。通过在零功率堆的实验和分析,证明了该模型能够描述堆内部件振动引发中子噪声的动态特性,为反应堆运行时堆内部件振动特性的判别提供了一种手段。     

DLC薄膜中子辐照效应

采用射频等离子体化学汽相沉积法得到了类金刚石（以下简称DLC）薄膜,并用能量为14MeV的中子对其进行辐照,辐照剂量为1.4×1012n/cm2～7.2×1012n/cm2。通过Raman及红外光谱分析得出,中子辐照造成膜中SP3C-C键的明显减少及SP2C=C键的增加,并形成少见的非晶型SP1C≡C键碳（直线型碳）,使DLC膜进一步非晶化。经辐照后的DLC薄膜红外透过率均有所提高,在实验剂量范围内,基本上与辐照剂量无关。     

中国先进研究堆冷中子导管的模拟研究

应用蒙特卡罗方法对中国先进研究堆(CARR)上的两条冷中子导管CNG1和CNG2的设计方案进行了模拟研究。在假定的冷中子源谱分布下,两条导管出口处的中子注量率均达到1×109cm-2·s-1以上。CNG1和CNG2的中子传输效率分别为50%和42%,中子束最大发散角分别为2 2°和1 9°。中子束沿水平方向的分布均匀,其最大起伏不超过3%。重力显著影响中子束沿垂直方向的分布。     

一种新的快堆中子噪声技术——快堆中子噪声的热化测量技术

本文提出了一种新的快堆中子噪声技术,称为快堆中子噪声的热化测量技术。导出了这一技术的理论关系式。设计研制了一台适合于这种测量技术的集成组件数字延迟符合时间分析装置,建立了一个小型时域分析系统。在DF—VI快中子零功率堆上验证并实际应用了这一技术,证明该技术具有一些现有中子噪声方法所不具有的突出优点。