基于D-T聚变中子源的双功能液态铅锂包层中子学实验

摘要

中国双功能锂铅包层(Dual Functional Lithium-Lead,DFLL)是由中国科学院合肥物质科学研究院核能安全技术研究所设计的用于聚变反应堆的液态包层。由于聚变反应堆氚增殖包层的设计高度依赖于中子计算,为验证DFLL包层设计中所使用的核数据库和仿真软件,建立了DFLL包层实验模块,并基于D-T聚变中子源开展一系列中子学实验。然后选用Nb活化箔和^(238)U裂变电离室分别进行中子产额测量和相对中子源强度监测,并用Li_(2)CO_(3)活化片和多活化箔分别测量了DFLL包层实验模块不同深度处的产氚率(Tritium Production Rates,TPR)和多活化箔反应率;最后采用SuperMC程序结合JEFF3.2核数据库进行蒙特卡罗模拟计算,并将模拟结果与实验测量的TPR和反应率进行比较。结果表明:中子源强测量不确定度控制在4.2%以内,产氚率的计算结果与实验结果比(Calculation results to Experimental data,C/E)在1.0~1.07区间吻合,多活化箔反应速率在0.77~1.1区间吻合,验证了包层中子学设计中氚增殖率计算的准确性。