加速器驱动次临界系统（ADS）中子动力学模拟方法研究
发布时间：2021-03-21 03:40
加速器驱动次临界系统（ADS）是依靠质子打靶产生的散裂中子为外源来维持次临界反应堆运行的核反应装置,是嬗变核废料的有效手段。能量极高的外源的加入极大地改变了堆芯功率分布和增加了中子动力学的复杂性。传统的确定论方法计算结果要依赖于带高能散裂外中子谱的次临界堆芯材料中子宏观反应截面的准确度。为增加研究加速器驱动次临界堆的中子动力学特性的方法,本文研究了时空变量分离方法与MCNP程序相结合的方法,利用MCNP对加速器驱动次临界系统内的中子注量率分布进行计算,并通过一系列的公式推导,给出了幅度函数计算所需的中子动力学参数。针对一个散裂源的ADS次临界堆内的中子动力学过程进行初步模拟,求解了形状函数和其他一系列中子动力学参数。对该模型在外源的阶跃变化情况下进行了模拟计算,计算结果与理论分析相一致。编写了基于点堆方程的加速器驱动次临界瞬态过程的模拟程序。用该程序对LBE-XADS堆的束流中断工况进行了模拟,验证了该程序的正确性,又对ADS系统的瞬态特性进行了分析。冷却剂的大量流失可能对次临界堆的安全有重大影响,可采取关闭加速器的方法来保证安全。加速器束流的增大和冷却剂入口温度的变化都会导致次临界堆...
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 引言
1.1 研究背景及意义
1.2 ADS国内外研究现状
1.3 中子时空动力学研究
1.4 本文主要工作
第2章 ADS蒙卡中子动力学时空变量分离方法
2.1 中子动力学时空变量分离方法
2.1.1 中子输运方程
2.1.2 幅函数与形状函数的分解
2.1.3 形状函数的计算
2.2 中子价值
2.2.1 中子价值的物理含义
2.2.2 次临界堆中的中子价值
2.2.3 外源中子价值的求解
2.3 形状函数与中子动力学参数的求解
2.3.1 形状函数的求解过程
2.3.2 中子动力学参数的求解过程
2.4 幅度函数计算程序与验证
2.5 动态计算流程
第3章 ADS中子动力学模拟计算
3.1 MCNP程序介绍
3.1.1 计数卡介绍
3.1.2 截面库介绍
3.2 ADS次临界模型
3.2.1 堆芯描述
3.2.2 中子源描述
3.3 有关参数的计算
3.4 稳态的形状函数计算
3.5 外源阶跃的动态计算与分析
3.6 本章总结
第4章 基于点堆的ADS次临界堆芯动态特性模拟分析
4.1 模型介绍
4.1.1 热工计算
4.1.2 反应性反馈
4.2 堆芯动态模型验证
4.3 瞬态事故模拟及结果分析
4.3.1 冷却剂流量变化对反应堆的影响
4.3.2 失流并关闭加速器的动态分析
4.3.3 束流正瞬变动态分析
4.3.4 冷却剂入.温度变化对反应堆的影响
4.4 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 总结
5.2 下一步工作
参考文献
在学期间研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]使用MCNP程序验证ADS的设计[J]. 胡文超,欧阳晓平,刘滨,王凯,黄礼明. 核动力工程. 2013(04)
[2]在蒙特卡罗程序中统计共轭通量并计算中子动力学参数的方法[J]. 汪量子,姚栋,王侃. 原子能科学技术. 2012(05)
[3]未来先进核裂变能——ADS嬗变系统[J]. 詹文龙,徐瑚珊. 中国科学院院刊. 2012(03)
[4]反应堆动态参数的蒙特卡罗计算研究[J]. 王冠博,刘汉刚,王侃,刘永康,曾和荣,杨鑫. 核动力工程. 2012(02)
[5]先进核能系统设计分析软件与数据库研发进展[J]. 吴宜灿,胡丽琴,龙鹏程,罗月童,李亚洲,曾勤,卢磊,张俊军,邹俊,许德政,柏云清,周涛,陈红丽,彭蕾,宋勇,黄群英,FDS团队. 核科学与工程. 2010(01)
[6]高温气冷堆堆芯中子时空动力学模拟计算[J]. 宋英明,马远乐,单文志,周志伟,经荥清. 计算物理. 2009(06)
[7]三维离散纵标中子输运稳态及瞬态动力学计算[J]. 刘启伟,吴宏春,周永强,曹良志. 西安交通大学学报. 2006(11)
[8]ADS次临界实验装置——启明星1#[J]. 史永谦,夏普,罗璋琳,赵志祥,丁大钊,李义国,朱庆福,李吉根,夏海鸿. 原子能科学技术. 2005(05)
[9]加速器驱动放射性洁净核能系统[J]. 丁大钊,傅世年. 现代物理知识. 2001(01)
博士论文
[1]中子连续能量时空动力学直接模拟方法研究[D]. 沈华韵.清华大学 2008
本文编号：3092250
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 引言
1.1 研究背景及意义
1.2 ADS国内外研究现状
1.3 中子时空动力学研究
1.4 本文主要工作
第2章 ADS蒙卡中子动力学时空变量分离方法
2.1 中子动力学时空变量分离方法
2.1.1 中子输运方程
2.1.2 幅函数与形状函数的分解
2.1.3 形状函数的计算
2.2 中子价值
2.2.1 中子价值的物理含义
2.2.2 次临界堆中的中子价值
2.2.3 外源中子价值的求解
2.3 形状函数与中子动力学参数的求解
2.3.1 形状函数的求解过程
2.3.2 中子动力学参数的求解过程
2.4 幅度函数计算程序与验证
2.5 动态计算流程
第3章 ADS中子动力学模拟计算
3.1 MCNP程序介绍
3.1.1 计数卡介绍
3.1.2 截面库介绍
3.2 ADS次临界模型
3.2.1 堆芯描述
3.2.2 中子源描述
3.3 有关参数的计算
3.4 稳态的形状函数计算
3.5 外源阶跃的动态计算与分析
3.6 本章总结
第4章 基于点堆的ADS次临界堆芯动态特性模拟分析
4.1 模型介绍
4.1.1 热工计算
4.1.2 反应性反馈
4.2 堆芯动态模型验证
4.3 瞬态事故模拟及结果分析
4.3.1 冷却剂流量变化对反应堆的影响
4.3.2 失流并关闭加速器的动态分析
4.3.3 束流正瞬变动态分析
4.3.4 冷却剂入.温度变化对反应堆的影响
4.4 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 总结
5.2 下一步工作
参考文献
在学期间研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]使用MCNP程序验证ADS的设计[J]. 胡文超,欧阳晓平,刘滨,王凯,黄礼明. 核动力工程. 2013(04)
[2]在蒙特卡罗程序中统计共轭通量并计算中子动力学参数的方法[J]. 汪量子,姚栋,王侃. 原子能科学技术. 2012(05)
[3]未来先进核裂变能——ADS嬗变系统[J]. 詹文龙,徐瑚珊. 中国科学院院刊. 2012(03)
[4]反应堆动态参数的蒙特卡罗计算研究[J]. 王冠博,刘汉刚,王侃,刘永康,曾和荣,杨鑫. 核动力工程. 2012(02)
[5]先进核能系统设计分析软件与数据库研发进展[J]. 吴宜灿,胡丽琴,龙鹏程,罗月童,李亚洲,曾勤,卢磊,张俊军,邹俊,许德政,柏云清,周涛,陈红丽,彭蕾,宋勇,黄群英,FDS团队. 核科学与工程. 2010(01)
[6]高温气冷堆堆芯中子时空动力学模拟计算[J]. 宋英明,马远乐,单文志,周志伟,经荥清. 计算物理. 2009(06)
[7]三维离散纵标中子输运稳态及瞬态动力学计算[J]. 刘启伟,吴宏春,周永强,曹良志. 西安交通大学学报. 2006(11)
[8]ADS次临界实验装置——启明星1#[J]. 史永谦,夏普,罗璋琳,赵志祥,丁大钊,李义国,朱庆福,李吉根,夏海鸿. 原子能科学技术. 2005(05)
[9]加速器驱动放射性洁净核能系统[J]. 丁大钊,傅世年. 现代物理知识. 2001(01)
博士论文
[1]中子连续能量时空动力学直接模拟方法研究[D]. 沈华韵.清华大学 2008
本文编号：3092250
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hkxlw/3092250.html
