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
发布时间：2021-03-27 16:31
中国聚变工程实验堆（CFETR）是中国正在设计的聚变超导托克马克反应堆。其定位是介于聚变实验堆与聚变示范堆（DEMO）间的聚变工程实验堆。它的建造目地是用来验证聚变堆在实际工程中的具体技术。其中,包层是CFETR重要组成部分之一,它的两个最基本的功能是将聚变能转化为成可供生产利用的热能和实现在聚变反应堆运行时维持氚自持。对包层进行中子学和活化计算分析是初步验证其设计参数的合理性与正确性,是工程设计检验中关键的一步。在反应堆运行过程中,要分析研究包层材料与中子作用的情况以保障它能较好地实现其基本功能。另外,包层材料经过聚变反应产生的高能中子照射后被活化,会生成高放射性物质,这就要求在更换和维修包层时保证工作人员的辐照安全。论文仅针对CFETR水冷固态包层（WCSB）中子学相关参数进行初步研究分析。对CFETR水冷固态包层中子学特性的计算和分析采用的是国际上通用的Monte Carlo粒子输运模拟程序MCNP/4C和由IAEA发布的聚变评价核数据库FENDL-2.0。其中,主要的中子学特性参数包括氚增殖比、中子壁负载和核热沉积等。通过计算分析验证了氚增殖比大于1.20,满足设计要求。中子壁...
【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：53 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ITER示意图
中国聚变工程实验堆水冷固态包层中子学性能分析分别针对4种包层三维MCNP模型进行计算并比较分析。4种包层三维MCNP模型如图3-1所示，表3-1中列出各包层模型的设置。4种模型包层模块厚度、结构和材料是相同的。 表3-1各包层模型设置 包层模型编号模型形状 源区设置 包层设计有无偏滤器a 360。球 单分布源区 一体化 1b 360°D环 单分布源区 一体化 无C 22.5°D环 按D-T源密度分区 模块化 有d 22.5°D环 按D-T源密度分区 模块化 有单分布源区是指源区内源密度均匆分布，即MCNP计算时在同一源区内同概率抽样。按D-T源密度分区是指源区内源密度按公式3-1和公式3-2[35_37]定义分布。CFETR的三维D形模型等离子体源强与其密度计温度的关系由公式3-1定义：S(ni,Ti)=n^(Ti)ni=nio[l-(^)'r (3-1)ATi=Ti。[l-(今)2fA19
图3-1三维环向360°球模型(a)(b)、三维环向22.5°D环模型（c)(d)包层模型C结构与包层模型d结构相同，图3-2中为包层模型C、d包层模块编号。包层模块编号按顺时针依次为1号至11号，从剖面图看共十一个模块。20
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国氦冷固态实验包层2×6模块中子学计算分析[J]. 韩静茹,陈义学,陆道纲,张国书,曹启祥. 原子能科学技术. 2012(04)
[2]ITER氚增殖实验包层设计研究进展[J]. 刘松林,柏云清,陈红丽,李春京,黄群英,吴宜灿,FDS团队. 核科学与工程. 2009(03)
[3]受控热核聚变研究及其在我国HT-7超导托卡马克上的最新进展[J]. 李建刚,杨愚. 物理. 2003(12)
[4]Effect of Fusion Neutron Source Numerical Models on Neutron Wall Loading in a D-D Tokamak Device[J]. 陈义学,吴宜灿. Plasma Science & Technology. 2003(02)
[5]HL-l装置初步实验研究[J]. 秦运文,徐光碧,李有宜,马腾才,刘玉魁,杨鸿儒,郑永真,陆志鸿,冉利波,李可华,罗俊林,郭干成,邵维易,杨进蔚,钱尚介. 中国核科技报告. 1986(00)
本文编号：3103825
【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：53 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ITER示意图
中国聚变工程实验堆水冷固态包层中子学性能分析分别针对4种包层三维MCNP模型进行计算并比较分析。4种包层三维MCNP模型如图3-1所示，表3-1中列出各包层模型的设置。4种模型包层模块厚度、结构和材料是相同的。 表3-1各包层模型设置 包层模型编号模型形状 源区设置 包层设计有无偏滤器a 360。球 单分布源区 一体化 1b 360°D环 单分布源区 一体化 无C 22.5°D环 按D-T源密度分区 模块化 有d 22.5°D环 按D-T源密度分区 模块化 有单分布源区是指源区内源密度均匆分布，即MCNP计算时在同一源区内同概率抽样。按D-T源密度分区是指源区内源密度按公式3-1和公式3-2[35_37]定义分布。CFETR的三维D形模型等离子体源强与其密度计温度的关系由公式3-1定义：S(ni,Ti)=n^(Ti)ni=nio[l-(^)'r (3-1)ATi=Ti。[l-(今)2fA19
图3-1三维环向360°球模型(a)(b)、三维环向22.5°D环模型（c)(d)包层模型C结构与包层模型d结构相同，图3-2中为包层模型C、d包层模块编号。包层模块编号按顺时针依次为1号至11号，从剖面图看共十一个模块。20
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国氦冷固态实验包层2×6模块中子学计算分析[J]. 韩静茹,陈义学,陆道纲,张国书,曹启祥. 原子能科学技术. 2012(04)
[2]ITER氚增殖实验包层设计研究进展[J]. 刘松林,柏云清,陈红丽,李春京,黄群英,吴宜灿,FDS团队. 核科学与工程. 2009(03)
[3]受控热核聚变研究及其在我国HT-7超导托卡马克上的最新进展[J]. 李建刚,杨愚. 物理. 2003(12)
[4]Effect of Fusion Neutron Source Numerical Models on Neutron Wall Loading in a D-D Tokamak Device[J]. 陈义学,吴宜灿. Plasma Science & Technology. 2003(02)
[5]HL-l装置初步实验研究[J]. 秦运文,徐光碧,李有宜,马腾才,刘玉魁,杨鸿儒,郑永真,陆志鸿,冉利波,李可华,罗俊林,郭干成,邵维易,杨进蔚,钱尚介. 中国核科技报告. 1986(00)
本文编号：3103825
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