乏燃料中铀钚含量无损检测的GEANT4模拟

发布时间：2022-01-25 21:46

　　大多数的铀和钚以商业乏燃料组件的形式储存,为了防止核扩散,检测乏燃料组件中铀钚含量是非常重要的。国际原子能机构一直致力于开发设备和技术来对乏燃料组件中铀和钚的含量进行量化。在这种情况下,无损检测技术已经成为量化乏燃料成分的重要手段,并且在核材料的控制及其检查和保障核材料的过程中扮演了重要的角色。在无损检测技术中,虽然有相关文献已经介绍了通过测量瞬发和缓发中子检测核材料的方法,但并未将这两种方法结合起来,开展测量乏燃料中235U和239pu含量的工作。因此,我们基于乏燃料组件的测试需求,提出了一种新的无损检测方法,该方法通过3He中子探测器分别测量瞬发和缓发中子,然后根据测量的瞬发和缓发中子来建立联立方程,从而得到乏燃料中235U和239Pu中的含量。本文利用GEANT4蒙特卡罗模拟软件包来开展模拟工作,验证该方法的可行性。主要开展了以下三个方面的工作：一、中子慢化：根据拟测定的实验场景,模拟14MeV D-T中子源的慢化,通过选取合适的慢化材料以及确定慢化材料的最佳厚度,将14MeV中子进行适当的慢化,并将慢化后能量低于10eV的中子作为乏燃料诱发裂变的中子辐照源：二、中子的诱发裂变：... 

【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：54 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
Abstract
引言
第一章 中子基本知识概述
    1.1 中子的基本性质
    1.2 中子与原子核的相互作用
        1.2.1 势散射
        1.2.2 复合核
        1.2.3 直接作用
        1.2.4 中间作用
    1.3 中子与宏观物质相互作用
        1.3.1 中子慢化
        1.3.2 中子扩散
    1.4 中子源
        1.4.1 加速器中子源
        1.4.2 同位素中子源
        1.4.3 反应堆中子源
    1.5 中子探测方法
        1.5.1 核反应法
        1.5.2 核反冲法
        1.5.3 活化法
        1.5.4 核裂变法
第二章 乏燃料简述及其无损检测方法
    2.1 乏燃料
    2.2 乏燃料的无损检测方法
        2.2.1 被动无损检测
        2.2.2 主动无损检测
第三章 蒙特卡罗方法及GEANT4程序
    3.1 蒙特卡罗方法及其特点简介
    3.2 GEANT4程序
    3.3 ROOT数据处理工具
第四章 测量乏燃料中铀钚含量的基本原理及模拟结果
    4.1 基本原理
    4.2 模拟结果
        4.2.1 中子慢化
        4.2.2 中子裂变
        4.2.3 ~3He中子探测器
        4.2.4 乏燃料中铀钚含量模拟结果
第五章 总结与展望
参考文献
在学期间的研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]我国先进核燃料循环技术发展战略的一些思考[J]. 顾忠茂.  核化学与放射化学. 2006(01)
[2]核燃料的燃耗测量方法综述[J]. 李桃生,方栋.  核电子学与探测技术. 2005(06)
[3]乏燃料组件非破坏性测量的叉形探测器[J]. 董明理,佟伯庭,张崇海,金惠民,孟伯年,吕钊.  原子能科学技术. 1998(03)
[4]模拟废包壳中残留铀含量的有源中子测定[J]. 乔盛忠,朱荣保,郏惠忠,刘亨军,杨留成,唐培家,丁大纯,陈国安,李纪民,朴勇男,贾向军.  原子能科学技术. 1994(01)



本文编号：3609259