ADS次临界系统“启明星1#”裂变率分布研究

摘要

ADS(加速器驱动的次临界系统)被国际核能界广泛认为是嬗变长寿命高放核废料的最强有力工具，国际原子能机构把它列入新型核能系统中，称之为“新出现的核废物嬗变及能量产生的核能系统”。ADS主要包括中能强流加速器、金属靶、次临界反应堆等，系统依靠加速器加速高能质子与重靶核发生散裂反应产生大量中子，散裂中子作为外中子源驱动次临界反应堆，使次临界反应堆在一定功率下稳定运行。ADS既可以嬗变核废物特别是次锕系核素和长寿命裂变产物，又可产能供给电力系统。不论嬗变核废物还是产能，都与次临界反应堆系统的中子注量率和功率密度分布有关，它们的分布情况又可用次临界反应堆的裂变率分布来反映。在不考虑燃料燃耗的情况下，次临界反应堆系统的有效倍增因子Keff一经确定，裂变率分布仅与外中子源强度、能量以及位置密切相关。研究次临界反应堆外中子源的变化对裂变率分布的影响，对ADS系统性能优化和有效利用至关重要。
　　 论文首先利用蒙特卡罗MCNP程序对我国ADS研究建立的第一座快热能谱区耦合次临界实验装置—“启明星1＃”进行了裂变率分布的详细计算分析。分析了外中子源强度、能量以及位置变化的裂变率分布情况。根据裂变率的分布规律，优化了实验测量裂变率分布方案，合理布局探测器位置。然后，使用固体核径迹探测器对252Cf中子源驱动的“启明星1＃”热中子能谱区开展了尝试性裂变率分布实验测量研究，确定了固定外中子源源强和能量的热中子能谱区的裂变率分布，验证了固体核径迹探测器在ADS中子学应用研究中的可行性。同时，为下一步实验研究不同外中子源强度、能量以及位置变化对快中子能谱区的裂变率分布奠定了技术基础。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1选题背景和意义

1.2加速器驱动次临界核能系统

1.3论文主要研究工作

第二章ADS次临界反应堆物理研究进展

2.1概述

2.2 ADS次临界反应堆的中子余额与临界堆比较

2.3国际上ADS次临界反应堆物理研究概况

2.4国内ADS次临界反应堆物理研究进展

第三章“启明星1#”上的裂变率测量

3.1“启明星1#”次临界实验装置

3.2“启明星1#”裂变率测量的物理意义

3.3固体径迹探测器测量裂变率

3.3.1固体核径迹探测器测量裂变原理

3.3.2固体径迹探测器

3.3.3固体核径迹探测器的探测效率

第四章蒙特卡罗方法计算“启明星1#"裂变率

4.1 MCNP程序简介

4.2 MCNP计算“启明星1#”堆芯裂变率

4.2.1计算方案

4.2.2计算结果及分析讨论

第五章“启明星1#”热中子能谱区裂变率分布实验测量

5.1固体径迹探测器探测效率和裂变碎片自吸收修正因子的测量

5.2实验测量点布置

5.3实验数据处理与分析

第六章总结

参考文献

在学期间研究成果

致谢