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基于GEM工艺的裂变时间投影室性能模拟研究
裂变时间投影室 GEM 电子漂移 径迹重建
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2021/1/8
基于GEM工艺的裂变时间投影室具有探测效率高和空间分辨率高的特点，可实现裂变产物的多参量测量。本文主要研究基于GEM工艺的裂变时间投影室在不同条件下的测量精度，使用Garfield++软件计算得到裂变时间投影室中不同的裂变产物质量数测量误差约为4～6 u，并通过时间信息的径迹重建研究了裂变碎片在不同工作气体中的角度分辨。研究发现，电子漂移时间长的工作气体中，裂变产物具有更好的角度分辨，并可依此在实...
液态熔盐堆堆芯功率内模控制器设计与仿真
熔盐实验堆 堆芯功率 内模控制器 反应性扰动
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2020/6/5
内模控制是一种基于过程数学模型进行控制器设计的新型控制策略，具有结构简单、设计直观、无需精确的数学模型、在线调整参数少等优点。为探索内模控制在反应堆控制领域中的应用，以熔盐实验堆堆芯功率控制为例，通过建立熔盐实验堆一回路系统线性化模型，采用内模控制技术，结合粒子群优化算法设计堆芯功率内模控制器。并基于MATLAB/Simulink建立熔盐实验堆一回路仿真系统，开展熔盐实验堆堆芯阶跃反应性扰动下的功...
长寿命小型自然循环铅基快堆燃料选型
铅基快堆 燃料选型 物理特性 增殖特性
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2020/6/5
针对铅基快堆长寿命、小型化、自然循环的设计目标，构建铅基快堆堆芯模型并开展燃料选型研究，选取U-Pu、Th-U循环燃料及氧化物、氮化物、碳化物、金属燃料，分析比较了不同燃料的物性参数、在不同能谱条件下的堆芯物理特性。结果表明：在偏软能谱中，Th基燃料堆芯增殖能力更强，反应性系数负值更大，热工安全裕量更大、裂变产物容留能力更强；PuN-ThN燃料堆芯燃耗特性最佳，可在较疏松栅格条件下获得较强增殖能力...
本文研究了一种微束X射线衍射仪，并对其硬件、软件和性能进行了介绍。该衍射仪采用毛细管X光透镜将X射线束会聚到μm量级，并通过由PLC和步进电机等组成的闭环运动控制系统调节三维样品台来实现对样品微区的物相分析和物相的二维扫描分析。利用自行开发的控制软件实现了微区X射线衍射分析和微区能量色散X射线荧光分析两种模式。为了验证设备的可行性，采用本微束X射线衍射仪以微区X射线衍射的方式扫描了苹果手机主板的焊...
基于多次碰撞源的屏蔽计算方法研究
屏蔽计算 离散纵标法 离散误差 多次碰撞源
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2020/6/5
离散纵标（SN）方法在求解过程中将空间变量和角度变量进行离散，空间变量和角度变量的离散误差控制对保证计算精度至关重要。本文基于射线追踪研究了多次碰撞源方法，通过计算在选定区域内粒子发生多次碰撞的通量密度，将孤立源等效为计算模型内的分布源进行离散纵标输运计算。选取自设屏蔽问题及Kobayashi基准题进行测试验证并对结果进行分析。数值结果表明，自设屏蔽问题中多次碰撞源方法较首次碰撞源方法能有效缓解二...
精确可靠的屏蔽设计是保证核装置安全性的重要组成部分，离散纵标法是应用最广泛的确定论屏蔽计算方法。对于角通量密度各向异性较强的屏蔽问题，求积组精度不足会导致离散误差较大，严重影响屏蔽计算的准确性与可靠性。本文结合间断有限元思想，构造正二十面体线性及二次间断有限元离散求积组，并优化求积组权重及方向保证权重严格非负。采用球谐函数数值积分及IRI-TUB基准题验证求积组的计算精度与适应性。数值结果表明，二...
cosRMC复杂曲面开发及在聚变中子学的应用
蒙特卡罗方法 聚变中子学 复杂几何建模 cosRMC
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2021/1/7
中国聚变工程实验堆（CFETR）是我国自主设计和研制的重大科学工程，CFETR旨在与ITER相衔接和补充，为研制DEMO级别聚变堆电站提供必要的技术。蒙特卡罗方法在聚变中子学与屏蔽设计等方面具有重要作用。本文基于自主化蒙特卡罗程序cosRMC，研究了蒙特卡罗复杂曲面建模的数学模型和计算方法，开发了复杂曲面建模功能，并通过PPCS（power plant conceptual study）模型验证了...
转运通道中燃料组件沸腾传热的试验研究
燃料转运通道 燃料组件 池沸腾传热
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2021/1/7
在压水堆换料过程中，乏燃料组件要通过水下通道完成从反应堆厂房到乏燃料水池的运输。为获得乏燃料组件在换热条件较恶劣的承载器顶角区域的传热特性，开展了试验研究，测量得到了2 400～20 000 W/m2不同热流密度下承载器顶角区域3根燃料棒顶部的沸腾换热系数，并拟合得到沸腾传热关联式。研究结果可为今后工程应用中评估燃料组件在转运过程中的热工安全状态和表面最高温度提供参考。
ECR离子源微波窗损伤机理研究
电子回旋共振离子源 微波窗 强流离子束 有限元
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2020/4/22
强束流下微波窗损坏是限制2.45 GHz电子回旋共振(ECR)离子源寿命的主要原因，为延长离子源使用寿命，对ECR离子源微波窗损伤机理进行了研究。利用有限元软件分别计算了Al2O3陶瓷微波窗在微波、等离子体和回流电子束作用下的温度及应力分布。计算结果表明，在微波和等离子体作用下，微波窗边缘处应力最大，在电子束作用下，微波窗中心位置应力最大。增强水冷效果可降低微波和等离子体对微波窗的影响，增加Al2...
基于微滤法处理水样中226Ra的α能谱分析技术
α能谱 α微滤源 示踪剂224Ra 226Ra
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2020/4/22
Ra属于碱土族金属，易在人体骨骼中富集，对人体进行持续的内照射，准确测量样品中的226Ra有非常重要的意义。本研究以224Ra作为示踪剂，通过Pb(Ra)SO4载带预富集、Ba(Ra)SO4共沉淀并采用真空微滤的方法制得226Ra的α微滤源，在α能谱仪上测量加标水样中226Ra的活度。使用该方法测量226Ra加标溶液，测量结果相对偏差为0.4%～13.1%。此分析技术可为辐射监管部门快速监测核素2...
基于人工神经网络的压水堆燃料破损状态监测
燃料棒 神经网络 包壳破损 裂变产物
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2020/4/22
为提升对核反应堆燃料棒包壳破损的预测能力，建立两个串联的人工神经网络分别判断燃料棒包壳是否破损以及破损程度。通过改变沾污铀质量、增加数据扰动、改变运行功率和使用更少的特征核素进行训练，对用于判断是否破损的神经网络模型和判断破损等级的神经网络进行了性能测试和分析。在沾污铀质量小于0.5 g、数据扰动在30%以内、单棒功率在77 kW到120 kW之间的条件下，第1个人工神经网络能较好地判断出是否破损...
压水堆核电厂堆外源量程探测器计数率分析
无源启动 源量程探测器 计数率 次级中子源
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2020/4/22
压水堆核电厂启动过程中，次级中子源为堆外源量程探测器提供本底计数率，避免测量盲区，确保反应堆安全启动。但次级中子源的引入会为核电厂带来较大的经济和环境负担，同时也需承受次级中子源破损等带来的风险。为此，可使用受辐照燃料组件的自发裂变中子源进行替代，即无源启动方式。通过研究堆外源量程探测器计数率的理论计算方法，并基于运行电厂测量数据进行分析验证，为源量程探测器计数率的理论预估提供了较为完善的理论方法...
基于模糊多模型的堆芯功率控制
模糊多模型 堆芯功率控制 模糊PID控制器
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2020/4/22
传统的堆芯功率PID控制器是基于单一功率水平处的堆芯局部模型设计的，难以准确描述整个堆芯功率水平范围的控制。因此，本文基于5个不同功率水平下的传递函数模型，通过三角隶属度函数加权，建立堆芯模糊多模型，并依据该模型设计堆芯功率模糊PID控制。以TMI型压水堆堆芯为对象，开展不同初始功率水平下的堆芯功率跟踪、堆芯进口温度扰动的控制仿真。结果表明，基于模糊多模型设计的堆芯功率模糊PID控制器可实现对堆芯...
基于改进Gauss-Hermite方法的在线多普勒展宽方法研究
Gauss-Hermite方法 在线多普勒展宽 可分辨共振 蒙特卡罗
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2020/4/22
温度对核截面的效应对反应堆中子学计算有重要影响，同时也是热工反馈的基础。准确、高效且内存占用较少的蒙特卡罗截面在线温度处理方法是其中的关键。基于多普勒展宽理论及Gauss-Hermite求积组，可使用基准温度下的截面对任意温度进行展宽计算，实现蒙特卡罗粒子输运过程中的在线多普勒展宽。本文针对传统Gauss-Hermite方法存在的问题，对该方法进行了改进，并利用典型压水堆算例进行了验证分析。结果证...