强流氘氚中子发生器直流束线与氚靶系统关键技术研究
发布时间：2022-07-22 18:01
氘氚中子发生器是一种加速器型氘氚聚变中子源,所产生的14MeV准单能中子束可在以聚变堆和快中子反应堆为代表的先进核能系统研究、以中子照相和中子治癌为代表的核技术应用研究及国防竣工基础研究等领域发挥重要作用。本文在广泛调研和深入分析国内外强流氘氚中子发生器及氚靶系统发展现状的基础上,针对中国科学院核能安全技术研究所直流/脉冲两用型强流氘氚中子发生器HINEG（Highly Intensified Neutron Generator）项目中直流束传输系统和氚靶系统设计中的关键技术问题展开研究,完成了HINEG直流束传输系统的总体方案设计,并利用TRANSPORT程序进行了系统束流光学计算与分析,完成了直流束传输系统中关键传输元件螺线管透镜、加速管和三单元磁四极透镜的初步设计和计算分析。计算结果表明,本文所完成的直流束传输系统的设计方案,可满足HINEG中子发生器直流中子强度3×1013n/s的设计要求。同时,本文开展了强流中子发生器氚靶系统的设计研究工作,完成了固定氚靶和旋转氚靶系统的方案设计,利用ANSYS程序开展了氚靶系统的机械应力计算和传热分析,并且利用MCNP程序对所设计固定氚靶和...
【文章页数】：100 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 引言
1.1 研究背景
1.1.1 中子源的分类及特点
1.1.2 氘氚中子发生器的重要用途
1.2 氘氚中子发生器发展概况
1.2.1 大型氘氚中子发生器装置
1.2.2 紧凑型密封中子管
1.3 氘氚中子发生器氚靶发展概况
1.4 论文研究目的和意义
1.5 论文的主要工作与结构
第2章 强流离子束传输理论及束流包络计算方法
2.1 强流离子束传输理论
2.1.1 相空间基本概念
2.1.2 相空间束流匹配
2.2 束流包络计算方法
2.2.1 模拟计算程序简介
2.2.2 传输元件的矩阵表示
2.3 小结
第3章 强流氘氚中子发生器直流束传输系统设计与分析
3.1 总体方案设计与束流光路计算
3.1.1 设计目标及原则
3.1.2 总体方案设计
3.1.3 束流光路计算与分析
3.2 束流传输元件基本结构与设计原理
3.2.1 螺线管透镜
3.2.2 加速管
3.2.3 磁四极透镜
3.3 束流传输元件设计与计算分析
3.3.1 螺线管透镜
3.3.2 加速管
3.3.3 磁四极透镜
3.4 小结
第4章 强流氘氚中子发生器氚靶系统设计研究
4.1 需求分析
4.2 初步设计方案
4.2.1 固定靶初步设计
4.2.2 旋转靶初步设计
4.3 固定靶的计算与分析
4.3.1 强度计算与分析
4.3.2 传热计算与分析
4.3.3 中子学计算与分析
4.4 旋转靶的计算与分析
4.4.1 强度计算与分析
4.4.2 传热计算与分析
4.4.3 中子学计算与分析
4.5 小结
第5章 总结与展望
5.1 总结
5.2 特色与创新
5.3 展望
参考文献
附录
致谢
在读期间发表的学术论文与其它研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]铅铋冷却快堆子通道热工水力初步数值分析[J]. 王俊,田文喜,田永红,苏光辉,秋穗正. 原子能科学技术. 2013(01)
[2]400kV强流中子发生器的物理设计[J]. 卢小龙,姚泽恩,杨尧,闫思齐,何雄英,严晓军. 原子能科学技术. 2012(12)
[3]准直D-T中子束穿过大块板状聚乙烯样品积分实验[J]. 聂阳波,鲍杰,阮锡超,任杰,周祖英. 原子能科学技术. 2012(12)
[4]氘氚源中子穿过聚乙烯样品泄漏中子谱的测量与模拟[J]. 聂阳波,鲍杰,阮锡超,周祖英. 原子核物理评论. 2012(03)
[5]高产额中子发生器研制[J]. 肖坤祥,冉汉正,曾清,向伟,梅林. 原子能科学技术. 2012(S1)
[6]测井用小直径自成靶中子管[J]. 郤方华,王建民,王志全,严青伍,陈路,陆海英. 石油仪器. 2012(03)
[7]未来先进核裂变能——TMSR核能系统[J]. 江绵恒,徐洪杰,戴志敏. 中国科学院院刊. 2012(03)
[8]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)
[9]175℃自成靶中子管的结构设计和指标测试[J]. 郤方华,王建民,王志全,于传武,钱莉. 测井技术. 2011(06)
[10]315中子/42光子耦合细群核数据库HENDL3.0/FG研发[J]. 曾勤,邹俊,许德政,邱岳峰,蒋洁琼,王明煌,陈忠,陈艳,吴宜灿,FDS团队. 核科学与工程. 2011(04)
博士论文
[1]D-T/D-D中子发生器技术研究[D]. 张宇.兰州大学 2011
[2]1MeV强流中子发生器供电系统研究[D]. 张义民.兰州大学 2006
硕士论文
[1]D-T中子发生器中子产额、能谱、角分布及中子伽玛混合场的模拟研究[D]. 岳伟明.兰州大学 2008
[2]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
[3]聚变中子学积分实验[D]. 聂阳波.兰州大学 2007
[4]300kV加速管的研制[D]. 黄青华.中国原子能科学研究院 2006
本文编号：3665078
【文章页数】：100 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 引言
1.1 研究背景
1.1.1 中子源的分类及特点
1.1.2 氘氚中子发生器的重要用途
1.2 氘氚中子发生器发展概况
1.2.1 大型氘氚中子发生器装置
1.2.2 紧凑型密封中子管
1.3 氘氚中子发生器氚靶发展概况
1.4 论文研究目的和意义
1.5 论文的主要工作与结构
第2章 强流离子束传输理论及束流包络计算方法
2.1 强流离子束传输理论
2.1.1 相空间基本概念
2.1.2 相空间束流匹配
2.2 束流包络计算方法
2.2.1 模拟计算程序简介
2.2.2 传输元件的矩阵表示
2.3 小结
第3章 强流氘氚中子发生器直流束传输系统设计与分析
3.1 总体方案设计与束流光路计算
3.1.1 设计目标及原则
3.1.2 总体方案设计
3.1.3 束流光路计算与分析
3.2 束流传输元件基本结构与设计原理
3.2.1 螺线管透镜
3.2.2 加速管
3.2.3 磁四极透镜
3.3 束流传输元件设计与计算分析
3.3.1 螺线管透镜
3.3.2 加速管
3.3.3 磁四极透镜
3.4 小结
第4章 强流氘氚中子发生器氚靶系统设计研究
4.1 需求分析
4.2 初步设计方案
4.2.1 固定靶初步设计
4.2.2 旋转靶初步设计
4.3 固定靶的计算与分析
4.3.1 强度计算与分析
4.3.2 传热计算与分析
4.3.3 中子学计算与分析
4.4 旋转靶的计算与分析
4.4.1 强度计算与分析
4.4.2 传热计算与分析
4.4.3 中子学计算与分析
4.5 小结
第5章 总结与展望
5.1 总结
5.2 特色与创新
5.3 展望
参考文献
附录
致谢
在读期间发表的学术论文与其它研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]铅铋冷却快堆子通道热工水力初步数值分析[J]. 王俊,田文喜,田永红,苏光辉,秋穗正. 原子能科学技术. 2013(01)
[2]400kV强流中子发生器的物理设计[J]. 卢小龙,姚泽恩,杨尧,闫思齐,何雄英,严晓军. 原子能科学技术. 2012(12)
[3]准直D-T中子束穿过大块板状聚乙烯样品积分实验[J]. 聂阳波,鲍杰,阮锡超,任杰,周祖英. 原子能科学技术. 2012(12)
[4]氘氚源中子穿过聚乙烯样品泄漏中子谱的测量与模拟[J]. 聂阳波,鲍杰,阮锡超,周祖英. 原子核物理评论. 2012(03)
[5]高产额中子发生器研制[J]. 肖坤祥,冉汉正,曾清,向伟,梅林. 原子能科学技术. 2012(S1)
[6]测井用小直径自成靶中子管[J]. 郤方华,王建民,王志全,严青伍,陈路,陆海英. 石油仪器. 2012(03)
[7]未来先进核裂变能——TMSR核能系统[J]. 江绵恒,徐洪杰,戴志敏. 中国科学院院刊. 2012(03)
[8]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)
[9]175℃自成靶中子管的结构设计和指标测试[J]. 郤方华,王建民,王志全,于传武,钱莉. 测井技术. 2011(06)
[10]315中子/42光子耦合细群核数据库HENDL3.0/FG研发[J]. 曾勤,邹俊,许德政,邱岳峰,蒋洁琼,王明煌,陈忠,陈艳,吴宜灿,FDS团队. 核科学与工程. 2011(04)
博士论文
[1]D-T/D-D中子发生器技术研究[D]. 张宇.兰州大学 2011
[2]1MeV强流中子发生器供电系统研究[D]. 张义民.兰州大学 2006
硕士论文
[1]D-T中子发生器中子产额、能谱、角分布及中子伽玛混合场的模拟研究[D]. 岳伟明.兰州大学 2008
[2]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
[3]聚变中子学积分实验[D]. 聂阳波.兰州大学 2007
[4]300kV加速管的研制[D]. 黄青华.中国原子能科学研究院 2006
本文编号：3665078
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hkxlw/3665078.html
