CFETR氦冷陶瓷增殖包层中子学计算分析
发布时间：2020-12-28 06:26
中国聚变工程实验堆(China Fusion Engineering Test Reactor,CFETR)是目前正在设计的全超导托卡马克实验堆,主要目的是验证氚自持、等离子体稳态运行等关键技术。包层作为聚变堆的核心部件,承担着氚增殖、能量转换、辐射屏蔽等重要作用,因而包层设计是聚变堆整体设计中的重要环节。对包层设计进行中子学分析,一方面是为了验证包层设计的合理性和工程可行性,另一方面是为了确保反应堆的安全运行以及停堆后的辐照安全。本文以CFETR氦冷陶瓷增殖包层设计方案为研究对象,首先根据设计进行三维中子学建模,然后从输运和活化两大方面对CFETR氦冷陶瓷增殖包层方案进行全面的中子学计算分析。中子输运计算分析采用蒙特卡罗输运程序MCNP和国际原子能机构发布的核数据库FENDL2.1,研究内容包括氚增殖比、中子壁负载、中子通量密度、核热分布、氦气产生率和原子离位损伤。研究结果表明,CFETR氦冷陶瓷增殖包层方案具有良好的产氚能力,满足氚自持要求,同时具备良好的中子屏蔽性能,中子通量下降规律符合预期,此外包层材料在反应堆运行期间的产氦率和原子离位损伤也在可接受范围之内,表明包层材料的抗辐...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 核聚变研究背景
1.2 聚变堆发展历程
1.3 聚变堆包层研究及中子学分析
1.3.1 国内外包层介绍
1.3.2 包层中子学研究现状
1.4 论文研究内容和意义
第2章 中子学理论和计算方法
2.1 中子输运理论
2.2 蒙特卡罗方法
2.3 蒙特卡罗中子输运程序
2.3.1 程序简介
2.3.2 输入文件
2.3.3 核数据库
2.3.4 常用功能卡
2.4 中子活化理论
2.5 中子活化计算程序
2.6 本章小结
第3章 CFETR氦冷陶瓷增殖包层模型
3.1 CFETR总体介绍
3.1.1 CFETR设计目标
3.1.2 CFETR三维模型
3.2 包层系统整体布置
3.3 氦冷陶瓷增殖包层方案介绍
3.3.1 包层材料选取
3.3.2 包层设计思路
3.4 氦冷陶瓷增殖包层中子学模型
3.5 本章小结
第4章 CFETR氦冷陶瓷增殖包层中子输运分析
4.1 中子源分布的数值模拟
4.1.1 中子源分布描述
4.1.2 中子源分布模拟
4.2 氚增殖比
4.3 中子壁负载
4.4 中子通量密度
4.5 核热分布
4.6 氦气产生率
4.7 原子离位损伤
4.8 本章小结
第5章 CFETR氦冷陶瓷增殖包层中子活化分析
5.1 放射性活度
5.2 衰变余热
5.3 停堆剂量率
5.3.1 传统计算方法
5.3.2 基于网格计数的严格两步法
5.3.3 结果分析
5.4 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]Activation and Environmental Aspects of In-Vacuum Vessel Components of CFETR[J]. 张小康,刘松林,祝庆军,高芳芳,李佳. Plasma Science and Technology. 2016(11)
[2]深穿透屏蔽计算中MCNP减方差技巧应用及比较[J]. 聂星辰,李佳,赵平辉,祝庆军,徐坤. 核电子学与探测技术. 2016(07)
[3]RAFM钢中氚氦行为的研究进展[J]. 何伟波,陈长安,王佳佳,向鑫,帅茂兵. 材料导报. 2015(17)
[4]可控核聚变与国际热核实验堆(ITER)计划[J]. 冯开明. 中国核电. 2009(03)
[5]中国ITER固态实验包层模块活化特性计算分析[J]. 韩静茹,陈义学,马续波,杨寿海,R.A.Forrest. 原子能科学技术. 2009(05)
[6]聚变堆氚增殖层中子学分析[J]. 伊炜伟,田东风. 核科学与工程. 2006(03)
[7]核聚变装置停机剂量率分析计算的严格两步(R2S)法[J]. 陈义学,吴宜灿,Fischer U. 核技术. 2003(10)
[8]国际评价中子核数据库[J]. 刘廷进. 原子核物理评论. 2001(03)
[9]国际原子能机构将建立国际聚变堆专用评价核数据库[J]. 刘成安. 高技术通讯. 1994(01)
博士论文
[1]中子光子输运物理过程蒙特卡罗处理方法研究[D]. 孙光耀.中国科学技术大学 2015
硕士论文
[1]熔盐包层的设计与中子学计算分析[D]. 尹苗.中国科学技术大学 2016
[2]CFETR氚增殖包层初步活化计算分析[D]. 蒋帅.中国科学技术大学 2016
[3]基于蒙特卡罗的医用直线加速器治疗室剂量分布研究[D]. 徐洋洋.东华理工大学 2016
[4]中国HCCB TBM模块退役分析[D]. 缪鹏.中国科学技术大学 2015
[5]中国聚变工程实验堆水冷固态包层中子学与活化初步研究[D]. 田英男.华北电力大学 2014
[6]聚变堆材料辐照损伤数值模拟初步研究[D]. 邹俊.合肥工业大学 2007
[7]我国内陆核电站建设的关键性问题研究[D]. 谭德明.南华大学 2007
本文编号：2943285
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 核聚变研究背景
1.2 聚变堆发展历程
1.3 聚变堆包层研究及中子学分析
1.3.1 国内外包层介绍
1.3.2 包层中子学研究现状
1.4 论文研究内容和意义
第2章 中子学理论和计算方法
2.1 中子输运理论
2.2 蒙特卡罗方法
2.3 蒙特卡罗中子输运程序
2.3.1 程序简介
2.3.2 输入文件
2.3.3 核数据库
2.3.4 常用功能卡
2.4 中子活化理论
2.5 中子活化计算程序
2.6 本章小结
第3章 CFETR氦冷陶瓷增殖包层模型
3.1 CFETR总体介绍
3.1.1 CFETR设计目标
3.1.2 CFETR三维模型
3.2 包层系统整体布置
3.3 氦冷陶瓷增殖包层方案介绍
3.3.1 包层材料选取
3.3.2 包层设计思路
3.4 氦冷陶瓷增殖包层中子学模型
3.5 本章小结
第4章 CFETR氦冷陶瓷增殖包层中子输运分析
4.1 中子源分布的数值模拟
4.1.1 中子源分布描述
4.1.2 中子源分布模拟
4.2 氚增殖比
4.3 中子壁负载
4.4 中子通量密度
4.5 核热分布
4.6 氦气产生率
4.7 原子离位损伤
4.8 本章小结
第5章 CFETR氦冷陶瓷增殖包层中子活化分析
5.1 放射性活度
5.2 衰变余热
5.3 停堆剂量率
5.3.1 传统计算方法
5.3.2 基于网格计数的严格两步法
5.3.3 结果分析
5.4 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]Activation and Environmental Aspects of In-Vacuum Vessel Components of CFETR[J]. 张小康,刘松林,祝庆军,高芳芳,李佳. Plasma Science and Technology. 2016(11)
[2]深穿透屏蔽计算中MCNP减方差技巧应用及比较[J]. 聂星辰,李佳,赵平辉,祝庆军,徐坤. 核电子学与探测技术. 2016(07)
[3]RAFM钢中氚氦行为的研究进展[J]. 何伟波,陈长安,王佳佳,向鑫,帅茂兵. 材料导报. 2015(17)
[4]可控核聚变与国际热核实验堆(ITER)计划[J]. 冯开明. 中国核电. 2009(03)
[5]中国ITER固态实验包层模块活化特性计算分析[J]. 韩静茹,陈义学,马续波,杨寿海,R.A.Forrest. 原子能科学技术. 2009(05)
[6]聚变堆氚增殖层中子学分析[J]. 伊炜伟,田东风. 核科学与工程. 2006(03)
[7]核聚变装置停机剂量率分析计算的严格两步(R2S)法[J]. 陈义学,吴宜灿,Fischer U. 核技术. 2003(10)
[8]国际评价中子核数据库[J]. 刘廷进. 原子核物理评论. 2001(03)
[9]国际原子能机构将建立国际聚变堆专用评价核数据库[J]. 刘成安. 高技术通讯. 1994(01)
博士论文
[1]中子光子输运物理过程蒙特卡罗处理方法研究[D]. 孙光耀.中国科学技术大学 2015
硕士论文
[1]熔盐包层的设计与中子学计算分析[D]. 尹苗.中国科学技术大学 2016
[2]CFETR氚增殖包层初步活化计算分析[D]. 蒋帅.中国科学技术大学 2016
[3]基于蒙特卡罗的医用直线加速器治疗室剂量分布研究[D]. 徐洋洋.东华理工大学 2016
[4]中国HCCB TBM模块退役分析[D]. 缪鹏.中国科学技术大学 2015
[5]中国聚变工程实验堆水冷固态包层中子学与活化初步研究[D]. 田英男.华北电力大学 2014
[6]聚变堆材料辐照损伤数值模拟初步研究[D]. 邹俊.合肥工业大学 2007
[7]我国内陆核电站建设的关键性问题研究[D]. 谭德明.南华大学 2007
本文编号：2943285
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hkxlw/2943285.html
