堆振荡器法测量小反应性技术研究

发布时间：2020-07-05 08:05

【摘要】：反应性是反应堆中子学中最重要的动态参数,其基本定义为反应堆偏离临界程度的一种量度。精确测量反应性不仅有利于反应堆的安全运行,也是校验反应堆物理模型和核数据库的重要手段。在反应堆临界附近测量小反应性的方法中,堆振荡器法是公认最精确的手段。堆振荡器法测量小反应性的实验在国内开展得较少,且尚未有对堆振荡器法测量技术进行系统性研究的公开文献。本文旨在建立堆振荡器测量方法,围绕堆振荡器法测量小反应性的几个关键问题开展研究:数据处理算法、实验条件选择、测量系统搭建。在数据处理方面,以互相关分析为基本思想编写算法。实践表明,互相关分析非常适用于堆振荡器法的数据处理。该算法能很好滤掉堆功率变化曲线中的噪声和谐波信号,较为精确的获得堆功率振荡幅度。在实验条件选择方面,以快中子临界装置CFBR-II堆为研究对象,利用数值求解和公式推导,对影响测量精度的几项主要误差因素进行了分析。给出了建议的实验条件:反应堆应该处于临界状态;反应性振荡频率应该取在反应堆传递函数曲线平台区;引入的反应性振荡幅度应尽可能使堆功率相对变化幅度小于4%。通过以上措施,能提高堆振荡器法测量小反应性的精度。最后,利用实验室现有设备,在CFBR-II堆上搭建了堆振荡器测量系统。对搭载聚乙烯样品的旋转平台在堆外旋转时引入的反应性振荡幅度进行了测量,堆振荡器法与逆动态法的测量结果在1%的误差范围内符合。通过本文的研究和实验工作,掌握了堆振荡器法测量小反应性的技术,成功在CFBR-II堆上建立了堆振荡器测量系统。
【学位授予单位】：中国工程物理研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TL37
【图文】：

振荡器,直线运动,轴向,反应堆控制棒

长的等待时间［３］。逡逑但堆振荡器法比较麻烦的一点是需要额外的堆振荡器设备目前主流的堆振荡器逡逑有两种，一种是轴向直线运动型的堆振荡器，如图１．１所示。通过外加的驱动装置使小逡逑样品或反应堆控制棒在堆内外做来回的轴向直线运动，从而引起反应堆反应性的变化逡逑（通常是三角波或矩形波形状的反应性变化）。这种堆振荡器一般适用于测量小样品在逡逑堆内的反应性价值，或者是反应堆控制棒的快速刻棒。不过，它难以实现过氋的振荡频逡逑率［２５］。逡逑ＴＯ？逡逑Ｏｓｅｉｌｌｅｔｉｏｎ邋ｔｈｉｍｂｌｅ逡逑逦邋／逦逡逑９逡逑ｎ邋－逦ＵｒｅｒＵｕｒ．逡逑ＥＣＯ邋ｆｏｎｋ逦Ｔｃｔｔ邋Ｋｎ？Ｕ逦＊４逡逑＇／Ｖ逦＂Ｔｔ＾：ｒ＂逡逑￡Ｃ0邋Ｆｕｅｌ逦／逦Ａｔｏｉｉｍｕ＊逦＾逡逑？（ｒ？？ｎｌ邋Ｙ逦／ｄ．＊ｐｌ0６？ｍ？ｎ？逦Ｔ？？邋—■邋＂＊邋；逦１逡逑＾７｜邋—邋／邋ＴＴ＂邋＾逦厂逡逑＾邋ｉ邋Ｅ邋Ｖ逡逑／邋Ｌ－Ｓｃｆ？ｒｓｎｃ＊逦一邋，—逡逑／邋／逦＾邋？0ｓｐｌｅ逦Ｕｔ0ｎ：讲逦ｊ逡逑／邋／逦■逦／邋ｓＰ邋ｇｆｏｄＷｍ逦！逡逑ｐｒａｔｕｆｆ＊邋——；逡逑Ｐｏｉｌｌｌｏｎ邋Ｉｔ逦Ｐｏ？ＩＵｃｎ２：邋ｌ？ｆｌ逦，ｕｂ＊逦＼逡逑ｔｃｉｔ邋ｌｏ＾ｔｐｌｃ邋Ｉｄ逦？0＊ｐｌ？邋ｏｗ＊逦咖抑１邋—邋一厂？？逡逑Ｕｒｏｎｌｙｎ逦Ｒ逡逑图１．１轴向直线运动型堆振荡器１４１逡逑３逡逑

振荡器,旋转运动,反应堆

逡逑另一种是旋转运动型的堆振荡器，图１．２是一种非常典型的旋转型堆振荡器。在空逡逑心管道中放置两根更小的管道以及两个支撑器，其中一根小管道放置５４Ｃ小球（５４０材逡逑料为强中子吸收体），另一根小管道保持空心，这样便形成了一个非均匀的中子吸收体。逡逑由外加驱动装置使堆振荡器在反应堆堆芯和反射层之间做旋转运动，由于反应堆堆芯和逡逑反射层之间有一个较大的中子通量密度梯度。堆振荡器中含有５４Ｃ小球的一侧处于不同逡逑位置时，对反应堆的负反应性价值也不同，当其靠近堆芯时，给反应堆带来的负反应性逡逑最大；而靠近反射层时，给反应堆带来的负反应性最小。通过实验研究表明，堆振荡器逡逑旋转过程中，会给反应堆带来一个正弦形反应性变化。与轴向运动型堆振荡器相比，旋逡逑转型堆振荡器的反应性振荡频率变化范围更广，而且更容易达到较高的振荡频率，因此逡逑通常使用旋转型堆振荡器对反应堆的传递函数进行测量。逡逑另外值得一提的是

【参考文献】