基于逆动态法的次临界系统次临界度重构方法研究

发布时间：2017-12-09 16:11

  本文关键词：基于逆动态法的次临界系统次临界度重构方法研究

  更多相关文章： 逆动态法 次临界度重构 外中子源效应 空间/能谱效应

【摘要】：外源驱动次临界系统(如ADS)是一种新型核能系统。在线重构次临界度是ADS反应堆物理的主要研究内容之一。由于ADS具有连续的强外中子源及反应堆处于次临界状态,传统的反应性重构方法面临新的物理问题:外中子源效应问题和空间/能谱效应问题,需要研究次临界状态下的反应性(次临界度)在线重构方法。本文从中子输运理论出发,研究了次临界度重构的基本原理,开展了基于逆动态法的次临界系统次临界度重构方法研究,克服了这两个新问题,实现了次临界系统次临界度的精准在线重构。本文主要研究内容及创新点包括:(1)发展了一种结合外源刻度的次临界逆点动态法,实现了基于核功率的次临界系统次临界度在线重构,充分考虑了次临界度在线重构中的外中子源效应问题。本文针对外源驱动次临界系统的动力学特点,利用次临界稳态核功率及初始次临界度进行外源刻度,开发了次临界逆点动态算法,使用欧盟发布的次临界系统PDS-XADS进行一系列数值验证,测试了覆盖常见次临界度应用范围的多种不同初始次临界度情况下(对应初始Keff在0.97290-0.88991之间)的次临界度重构性能,重构相对误差范围为6.81%～13.12%。结果表明该方法可以有效实现次临界系统次临界度在线重构。(2)提出了一种结合最优空间/能谱响应区间的次临界逆空间动态法,实现了基于中子通量密度的次临界系统次临界度精准在线重构,克服了次临界度在线重构的空间/能谱效应问题。考虑到反应性重构受到空间/能谱效应的影响,本文系统的研究了次临界状态下的空间/能谱效应,预测并验证了次临界度重构的最优空间/能谱响应区间。基于次临界系统PDS-XADS对次临界逆空间动态法进行综合测试验证,实现了基于最优空间/能谱响应区间的中子通量密度进行次临界度的精准在线重构,当初始keff在0.97071时,次临界度重构相对误差在1.0%以内,优于次临界逆点动态法结果(相对误差为6.7%)。综上所述,本文发展了次临界逆点动态法并提出了次临界逆空间动态法,克服了次临界度重构的外中子源效应和空间/能谱效应问题,实现了基于核功率或中子通量密度的次临界度精准在线重构,为外源驱动次临界系统次临界度在线测量提供理论指导。
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O571.5

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本文编号：1271014