西安脉冲反应堆半实物仿真系统设计研究

为了给在建中的西安脉冲堆数字化仪表与控制系统提供调试用模拟信号源、验证功率调节方法以及人员培训等,研制了一套西安脉冲反应堆半实物仿真系统。提出了半实物仿真系统的设计思想,设计了系统框架。改进了堆芯仿真物理模型,使用MATLAB编制了堆芯实时仿真程序。采用组态王软件编制了人机界面,采用可编程控制器S7-200进行棒位控制和棒位测量。研制了控制棒驱动机构模拟件、信号发生器和手动操作盘等多个硬件设备,建立了系统内部的通讯。在该半实物仿真系统上模拟了升、降控制棒的功率变化和发射脉冲后的脉冲参数,与堆上实验结果符合较好,测量了信号发生器的输出信号,与预期一致。结果表明,该半实物仿真系统能够实现设计目的且性能良好。      

一种基于~(103)Rh(n,n′)~(103)Rh~m反应的快中子注量监测方法

给出了一种基于~(103)Rh(n,n′)~(103)Rh~m反应监测快中子注量的方法。根据干扰核素半衰期不同的特点,选取合适的冷却和测量时间,降低了~(103)Rh(n,n′)~(103)Rh~m活化率测量中干扰核素的影响。根据152Eu标定实验结果,利用遗传算法优化探测器尺寸,建立探测器蒙特卡罗算法模型。利用模型校正~(99)Mo-~(99)Tcm放射源实验效率,解决了探测器效率标定和射线自吸收问题。开展了快中子注量监测,实验结果与铁、硫、镍等快中子监测箔一致性较好,测量不确定度约为13.1%。     

中子脉冲堆积信号处理方法研究

在强辐射环境下探测中子时,探测器输出的脉冲信号时常会出现堆积的现象,从而导致脉冲波形和中子能谱的失真。本文针对脉冲堆积问题,提出了一种数字化的脉冲堆积判别与校正方法,首先通过计算脉冲信号一阶微分中的下冲过零点个数来判别脉冲堆积,然后基于构建的4种标准堆积脉冲模型（n+n、γ+γ、n+γ、γ+n）还原构成堆积的原始脉冲。实验结果表明,该方法能准确地判别脉冲堆积事件,在堆积脉冲时间间隔小至20 ns时仍能有效地还原原始脉冲,既提高了中子有效计数率又校正了畸变的中子能谱。     

西安脉冲堆热柱孔道中子束流参数测量

采用飞行时间法测量了西安脉冲堆热柱孔道热中子束流中子能谱分布,能谱测量结果较Thermal Maxwellian理论谱偏软,中子谱平均能量为0.042±0.01eV.采用金箔活化法测得热柱孔道出口前端热中子注量率为1.18×105 cm-2·s-1,热中子注量率测量的不确定度为3%.     

基于蒙特卡罗抽样的活化中子能谱测量不确定度分析

不确定度分析是活化法测量中子能谱的关键环节。本文针对SAND-Ⅱ活化中子解谱过程,给出了一种基于先验谱、活化率和截面协方差的中子能谱测量不确定度蒙特卡罗分析方法。首先,建立了基于线性变换的截面协方差抽样方法;然后,利用MCNP计算了误差,使用迭代方法估计了先验谱不确定度;最后,结合活化率的测量不确定度,利用蒙特卡罗抽样算法计算了中子能谱的不确定度。利用锎源自发裂变谱对该方法进行了验证,与传统方法相比,不确定度分析结果更为准确。对西安脉冲堆某次中子能谱测量结果进行了测量不确定度分析,结果表明该方法更具保守性。     

西安脉冲堆放射性实验物品暂存库剂量场计算

利用γ射线屏蔽计算公式和蒙特卡罗程序分别对暂存库屏蔽厚度和库内剂量情况进行了计算,结合Matlab软件对计算结果进行了分析和处理,得到了放射性实验物暂存库内剂量场分布和剂量等势线,为废物暂存库的使用提供了参考。     

医院中子照射器I型堆堆芯热工水力分析

针对医院中子照射器Ⅰ型堆(IHNI-1)的堆芯特点和运行工况,建立了适用于IHNI-1反应堆堆芯的热工分析模型,并对模型进行了验证.利用所建模型,计算了 IHNI-1反应堆堆芯热工参数.最后分析了IHNI-1反应堆堆芯入口流量对堆芯出口温度的影响,同时给出了堆芯发生过冷沸腾时的功率计算结果.     

基于MCNP和ORIGEN2耦合程序的IHNI-1型堆裂变产物中毒及燃耗分析

为了准确地计算反应堆的裂变产物中毒和燃耗问题,开发了一套蒙特卡罗方法程序系统.利用通用的燃耗计算方法,基于MCNP和ORIGEN2,编写了相关的数据转换、截面修正、数据接口程序,实现了MCNP和ORIGEN2程序的耦合.采用堆芯精细结构划分,对医院中子照射器Ⅰ型堆裂变产物中毒和燃耗进行了计算分析.     

HP-STMCs空间堆堆芯典型瞬态热工分析

以计算流体力学(CFD)为基础,编写HP-STMCs空间堆堆芯功率瞬变模型和反应性反馈模型的用户自定义函数(UDF),开发堆芯瞬态分析程序SNPS-FTASR。对程序的正确性进行验证并得到满意的结果后,用SNPS-FTASR分析1个控制鼓误动作向堆芯引入正反应性和堆芯1根热管失效时的瞬态响应特性。结果显示:在1个控制鼓误动作引入正反应性时,堆芯功率先迅速升高后因堆芯反应性负反馈而缓慢上升,最终堆芯功率稳定在额定功率的121.3%。在堆芯1根热管失效时,堆芯UN燃料芯块的温度先迅速升高后因反应性负反馈使得堆芯功率迅速下降,最终堆芯功率稳定在额定功率的88.7%,堆芯最高温度较稳定状态上升约140 K,表明热管冷却空间堆在一个控制鼓误动作和1根热管失效时热工方面是安全的。     

热管冷却双模式空间堆堆芯瞬态安全特性分析

为研究热管冷却双模式空间堆(HP-BSNR)概念设计的可行性和推进模式下堆芯瞬态安全特性,本文基于堆芯结构和稳态程序计算的初始参数分布,建立了堆芯数学物理模型,并开发了适用于HP-BSNR的瞬态安全分析程序TTHA_HPBSNR,计算了HP-BSNR在推进模式下反应性引入和堆芯失流等不同瞬态事故工况下的安全特性,同时分析了反应堆关键参数对HP-BSNR堆芯瞬态安全特性的影响。结果表明,由于堆芯固有负反馈机制的作用,发生反应性引入事故时,堆芯功率最终达到一新的稳定值,且燃料最高温度并未超出安全限值。而发生失流事故时,反应堆能实现自动停堆,且负反馈系数的大小决定了自动停堆的响应时间。相较于反应性引入事故,失流事故对HP-BSNR的安全运行威胁更大。