兆瓦级热管核反应堆屏蔽方案设计研究

摘要

无人潜航器需要高可靠、高功率、长寿命的电源，为此西安交通大学提出了兆瓦级热管核反应堆（Silent Unmanned Portable Reactor,UPR-s）设计方案。为保证舱体辐射安全，对UPR-s开展了屏蔽方案设计研究工作。首先，对整个系统及屏蔽体的布局进行初步设计，并分别计算了反应堆满功率运行和停堆情况下的源项参数；其次，给出几种备选屏蔽材料；接着，利用确定论中子-光子屏蔽计算软件NECP-Hydra分别针对初始模型布置选型、复合式屏蔽布置选型及阴影屏蔽布置方案等进行计算分析，主要对安全平面处的累计快中子注量、光子剂量，以及停堆后的源强进行了分析；最终，基于数值分析结果，提出了满足要求的屏蔽优化方案，其安全平面处的累积快中子注量、光子剂量、屏蔽重量等关键参数均满足设计限值。