研究堆冷中子源装置的研究现状

介绍了研究堆冷中子源(CNS)慢化中子的原理和研究现状，并对国外CNS装置的慢化剂、冷包材料及形状、冷却方式及主要组成系统的特性进行了比较和分析。     

反应堆冷中子源中子物理学计算

用MCNP软件计算反应堆冷中子源,慢化剂室内平均中子注量率为6.69× 1013/cm-2.s-1,波长为0.4 nm和0.6 nm的冷中子增益因子～16和32.冷源慢化剂中正仲氢比例对输出的冷中子能谱有较大影响,而在3K范围内慢化剂温度变化对冷中子能谱的影响很小.计算结果表明,冷中子源性能达到基本设计要求.     

中国先进研究堆冷中子源核发热和冷中子增益研究

为准确计算和研究中国先进研究堆（CARR）冷中子源装置氢系统的核发热和冷中子增益，建立了一整套计算方法。对参考堆的验证计算证明了该方法的正确性和有效性。对影响CARR冷中子源核发热和冷中子增益的各种因素（如慢化剂、冷包材料、冷包形状等）进行了计算和优化选择。结果表明：在核发热量较小的条件下获得了较好的冷中子增益。     

CMRR冷中子源中子物理参数模拟计算

为给中子导管中子输运与屏蔽计算提供输入参数,建立冷中子源(Cold Neutron Source,CNS)模型,制作正氢与仲氢蒙特卡罗(Monte Carlo N particle transport code,MCNP)截面数据库,计算了慢化室内不同穿透深度的中子注量率变化趋势、冷中子(Cold Neutron,CN)孔道入口处中子角分布与冷中子增益、中子导管入口处中子角分布与中子注量率空间分布。结果显示,液氢慢化剂使中子束内冷中子有显著的增益,随着中子在CN孔道内的传输中子束的准直性大大提高,为下一步开展中子导管计算提供了重要参考数据。     

中国先进研究堆冷中子源系统充氘综合调试

正中国先进研究堆(CARR)冷中子源装置采用单相液氘作为冷中子慢化剂,液氘慢化剂通过堆内装置热交换器热虹吸回路封闭式自然循环和氦气夹层内低温氦气(约19K)的冷却维持在液态。CARR冷中子源系统充氘调试主要目的为:1)实现首次氘装载、冷中子源冷态运行考验及带核综合试验,验证冷中子源系统满足合同规定的技术要求,能够安全稳定地运行;2)测量冷中子源热负荷、冷中子源运行模式运行参数验证以及冷中子     

月牙形慢化剂层中子慢化包

本发明公开了核反应堆冷中子源中的一种月牙形慢化剂层中子慢化包，它放置在反应堆内的垂直孔道内，中子慢化包由包体外壳、内置偏心包芯和助冷通道组成，慢化包的顶部与汽氢液氢输送管及氦回气管相连接。本发明的要点在于慢化包的包芯是偏心的，它和慢化包壳体之间形成月牙形空间，内充满慢化剂(液氢)来慢化中子。     

冷中子源:扩大研究堆的用途

【《欧洲核子》1985年6月第16页报道】冷中子可以定义为其能量小于5 meV的中子,其相应的德布罗意波长大于4(?).为了从一个束孔得到较高的冷中子通量,在孔内安装一个充有低温慢化剂的容器,这样的装置就叫作冷中子源。大多数冷中子源通常选液态氢为慢化物质。裂变中子的平均动能约为5MeV,在热堆中通过与慢化剂的弹性散射反应而变成平均能量约为25meV 的热中子,其中,只有1—2%的热中子能量     

压水堆六角形燃料组件均匀化 计算软件包TPFAP-HEX

介绍了所研制的具有工程实用价值的压水堆六角形燃料组件均匀化计算软件包。该组件中子空间能谱的计算采用穿透概率法与响应矩阵法相结合的方法，在六角形几何内求解中子积分输运方程。在此方法中，栅元内中子源采用空间线性或二次近似，栅元表面中子通量密度角分布采用简化6P     

一个拟建的反应堆冷中子源

为促进中子散射技术在我国的进一步发展,将在一座研究堆上建立一套中子散射实验装置。作为该实验装置的重要组成部分——冷中子源主要包括氢回路系统和氦制冷系统,其中氢回路系统采用单相液氢慢化剂、垂直自然循环的技术模式,这种氢回路具有很好的工作性能和安全特性。氦制冷系统提供的低温氦气在换热器中将冷中子源的全部热载荷带走。本文介绍了反应堆冷中子源的基本原理与布局,详细说明了其主要技术参数。     

反应堆冷中子源的调试运行

冷中子源装置利用14.5 K的低温氦气作为制冷剂。通过制冷系统的不停运转,将冷源氢系统内的氢液化。液态的氢充满着整个堆内部件系统的慢化剂室,使得其周围的热中子与液氢慢化剂进行能量交换,变为冷中子,再通过中子导管将冷中子输送到散射大厅各台谱仪上。冷源装置所有子系统调试运行的成功是获得冷中子的基础。在冷源调试中,氦制冷系统调试运行最为繁琐。着重介绍氦制冷系统在调试过程中遇到的问题及解决措施。     

氢化锆慢化熔盐堆钍铀转换性能初步分析

中子能谱对钍基燃料在熔盐堆中的利用效率及温度反馈系数等安全问题有较大影响,所以对熔盐堆新型慢化剂的研究具有重要意义。本工作基于SCALE6计算程序,对不同几何栅元结构的氢化锆栅元组件在熔盐堆的物理性能进行了研究,分别计算了中子能谱、钍铀转换比、~(233)U浓度、总温度反馈系数以及燃耗等中子物理参量。结果表明,减小六边形栅元对边距或者增加熔盐占栅元体积比可以增加钍铀转换比和改善温度反应性系数;当加入的氢化锆慢化剂体积份额为0.1时就可以将熔盐堆~(233)U初始浓度降低到2.5×10~(-2)以内;氢化锆慢化熔盐堆在超热谱条件下,其~(233)U初装载量和超铀核素产量较小,同时堆芯较为紧凑。     

冷中子源中子学计算

冷中子源是将热中子慢化成冷中子的实验装置.以蒙特卡罗的三维输运计算程序为基础,使用基于微观中子核反应截面数据(ENDF-BV)库的连续点截面,将堆芯和冷中子源堆内结构结合在一起,建立起完整的蒙特卡罗程序(MCNP)计算模型,完成了冷中子源中子物理学计算.     

CARR冷中子源物理方案研究

冷中子源是中国先进研究堆(CARR)作为应用平台开展中子散射实验的重要系统。本文建立了可开展冷中子源装置氢系统物理方案研究的计算程序和方法。对影响核发热和冷中子增益的多种因素进行了计算和优化选择,确定了氢系统物理方案。分析结果表明:符合CARR冷中子源自身特点且在国际上具有创新意义的月牙形冷包结构,在核发热量较小的条件下获得了较好的冷中子增益。     

CFBR-Ⅱ堆自发裂变中子源有效系数计算

为计算CFBR-Ⅱ堆自发裂变中子源的有效强度,建立了有效系数的蒙特卡罗算法。分别抽样模拟自发裂变中子源与本征分布中子源的产生及其在系统内的输运过程,统计二者引起的泄漏中子计数,其比值即为该自发裂变中子源的有效系数。考虑到CFBR-II堆体结构的特殊性,对上下半球分区处理,采用栅元舍弃技巧计算得到堆体各处自发裂变中子源的有效系数,为堆体总的自发裂变中子有效强度计算提供了依据。     

压水堆堆芯pin-by-pin计算环境效应处理模型研究

栅格非均匀计算过程中采用的全反射边界条件近似带来的中子射流效应和中子能谱干涉效应等环境效应对栅元均匀化常数具有较大影响。为在全堆芯pin-by-pin计算中处理环境效应带来的影响,本文从两个方面进行了计算分析。首先,基于棋盘式多组件问题对栅元均匀化群常数相对误差及各能群栅元不连续因子相对重要性进行了分析,可发现在等效均匀化常数中,热群不连续因子对全堆芯pin-by-pin计算精度的影响最重要;其次,基于最小二乘法建立了热群栅元不连续因子和堆芯中子学特征量之间的多项式函数关系,利用参数化技术提出了热群常数堆芯在线计算方法,其中堆芯中子学特征量包括扩散系数、移出截面、中子源项、归一化中子通量密度等。采用C5G7基准题和KAIST基准题进行了数值验证,计算结果表明,热群常数堆芯在线计算方法能有效降低全堆芯pin-by-pin计算特征值和棒功率相对误差,对处于不同燃料组件交界面附近的栅元,计算精度提升尤为显著。     

冷中子源堆内部件失效分析

反应堆的冷中子源装置以液氢作为慢化剂,冷中子源堆内部件的安装位置靠近反应堆堆芯。基于对冷中子源及反应堆安全性影响的考虑,本文对冷中子源堆内部件在各种运行工况(包括失效事件)的状态及事故后果进行了分析。结果表明,堆内部件的失效影响仅局限于冷中子源内部,不会对反应堆安全造成危害。     

中国先进研究堆冷中子源氘系统充氢调试

正中国先进研究堆(CARR)冷中子源装置采用单相液氘作为冷中子慢化剂,液氘慢化剂通过堆内装置热虹吸回路封闭式自然循环和氦气夹层内低温氦气(约19 K)的冷却维持在液态状态。CARR冷中子源氘系统充氢调试的主要目的是采用氢替代氘进行首次氢装载、运行考验和氢卸载试验,验证氢装载/卸载操作程序;通过氦气制冷系统中氘气体分析仪测量氦气中的氢含量以进一步检查冷包及热虹吸回路的密封性。在充氢之前不开堆情况下启动冷源系统备用模式(SO)运行,采用含有200ppm氘气的混合氦     

压水堆堆芯pin-by-pin计算环境效应处理模型研究

栅格非均匀计算过程中采用的全反射边界条件近似带来的中子射流效应和中子能谱干涉效应等环境效应对栅元均匀化常数具有较大影响。为在全堆芯pin by pin计算中处理环境效应带来的影响,本文从两个方面进行了计算分析。首先,基于棋盘式多组件问题对栅元均匀化群常数相对误差及各能群栅元不连续因子相对重要性进行了分析,可发现在等效均匀化常数中,热群不连续因子对全堆芯pin by pin计算精度的影响最重要;其次,基于最小二乘法建立了热群栅元不连续因子和堆芯中子学特征量之间的多项式函数关系,利用参数化技术提出了热群常数堆芯在线计算方法,其中堆芯中子学特征量包括扩散系数、移出截面、中子源项、归一化中子通量密度等。采用C5G7基准题和KAIST基准题进行了数值验证,计算结果表明,热群常数堆芯在线计算方法能有效降低全堆芯pin by pin计算特征值和棒功率相对误差,对处于不同燃料组件交界面附近的栅元,计算精度提升尤为显著。     

冷中子源氢慢化剂物态变化影响因素分析

CMRR研究堆冷中子源以液氢作为中子慢化剂获取冷中子,低温氦气为制冷介质。论文实验对比了反应堆处于停止状态及低功率时氢的液化过程差异,研究了反应堆高功率对液氢汽化过程的影响,探讨了不同余热功率对于液氢自然蒸发速度的影响。实验结果表明:液氢的汽化过程平稳程度低于液化过程,易出现压力变化的跳跃,高强度的核辐射热会加速液氢的汽化。     

神龙一号装置产生的共振能区光中子特性模拟研究

中子共振测温具有非浸入式测量、内部温度测量、局部温度分布测量等优点,但高强度脉冲中子源的欠缺限制了其广泛使用。为探讨神龙一号装置作为脉冲中子源用于中子共振测温可行性,用MCNP5软件计算了其产生的光中子特性,得到其光中子产额为1.34×1011个每电子脉冲,宽度约为90ns,采用8cm厚的铀靶产额高达7.47×1012个每电子脉冲,单脉冲中子数只比散裂源小一个数量级。计算了多种慢化剂对光中子的慢化结果,结果显示神龙一号可以作为一个强度较高、脉冲较窄的中子源,可对其用于中子共振测温做进一步研究。