摘要：加速器驱动的次临界铀溶液系统作为新型同位素生产技术,具有固有安全性高、同位素比活度高及提取工艺简单等优势。本文从次临界系统的基础理论出发,确定了堆芯设计原则,针对加速器中子源和燃料选型进行说明,利用蒙特卡罗程序完成了次临界堆芯的概念设计并给出了一系列设计参数,此外,对堆芯长寿期燃耗特性和^(99)Mo产能进行了计算分析。结果表明,该方案^(99)Mo的年产能可达20 kCi(1 Ci=3.7×10^(10)Bq)以上,考虑运输过程中衰变损失,保守估计可满足全国1/3的临床需求,对后续掌握^(99)Mo生产技术并实现工程应用具有重要的现实意义。

摘要：在铅冷快堆(LFR)型号研发中,准确高效的堆芯物理计算是堆芯核设计的基础。针对小型LFR特殊的能谱与材料环境,首先利用蒙特卡罗开源软件OpenMC实现栅元与组件的蒙特卡罗均匀化。基于有限体积法的开源软件OpenFOAM开发了中子扩散求解器DESOF,通过Python形成完整的堆芯物理计算软件MCDESOF。利用超级均匀化方法实现了组件的等效均匀化,通过4种典型的LFR燃料组件模型对MCDESOF进行了数值验证。开展了LFR临界实验,将MCDESOF计算结果与测量结果进行对比,临界附近的反应性偏差小于100 pcm,安全棒价值偏差小于200 pcm,计算准确度达到与蒙特卡罗全堆建模计算的水平,所需的计算时间小于蒙特卡罗全堆建模计算时间的25%。

摘要：为研究铀溶液多体系统的核临界安全特性,中国原子能科学研究院利用铀溶液核临界安全实验装置开展了两个系列的双平板式多体系统核临界安全实验,并完成了所有实验数据的不确定度分析和基准化。铀溶液多体系统由正对的两个相同尺寸的平板容器组成,平板容器之间的距离和隔离体能够改变,开展了距离效应和屏蔽效应共24个临界实验。根据国际核临界安全基准实验手册(ICSBEP)提出的不确定度分析方法进行了实验的不确定度分析,最大的总不确定度为200 pcm。建立了全部实验的详细基准模型,对两套蒙特卡罗软件与核截面数据库的组合计算特定系统k_(eff)的适用性进行了评价。两套组合的计算值与基准值的最大计算偏差分别为309.0 pcm和252.0 pcm,确认这两套组合均可用于相关系统的临界安全设计或安全分析。

摘要：为验证REMIX(回收铀钚混合氧化物)燃料在典型M310堆型上的适用情况并评价其源项和释热特性,使用CMS程序包研究了REMIX燃料再生组件的堆芯物理特性,设计了合理可行的30%REMIX燃料堆芯燃料管理方案。以此为基础,分析了REMIX乏燃料中钚含量和天然铀节省量变化趋势,以及REMIX燃料在燃耗状态下的源项和释热特性,并与普通AFA3G组件乏燃料进行了对比。结果表明,5次REMIX再生循环是可行的,能够显著降低天然铀消耗量,具有较好的应用价值,同时也为后续REMIX燃料加工工艺设计以及整体经济性分析提供了必要的输入条件。

摘要：在一些设备研发或特定裂变核材料生产环境中,需使用大量中子探测器进行中子通量分布测量以确定生产状态,这一测量过程中,各中子探测器的相对效率尤为重要。为统一此类生产线的测量标准,并保证对目标对象测量的准确性,本文设计了一套长期用于同一生产线开展批量^(3)He探测器相对效率标定的系统。通过对探测装置设计分析,结合后端多道分析器,开展^(3)He探测器探测效率标定系统的理论模拟与实验验证,并对系统中由装置均匀性、多道死时间等产生的误差进行修正,为^(3)He探测器在生产线上大批量使用、更换及维护提供有效依据。

摘要：相对中子通量密度分布是反应堆的重要物理参数之一,测量环形燃料零功率反应堆堆芯相对中子通量密度分布对了解环形燃料堆芯反应堆物理特性及开展安全分析具有指导意义。本文在环形燃料堆芯多边形装载下,采用箔活化法对辐照后燃料元件外表面不同位置金箔的γ活度进行测量,得到不同位置燃料元件轴向、径向的相对中子通量密度分布,并将测量值与蒙特卡罗理论计算值进行比对。结果表明:实验测量值与理论计算值最大相对偏差在12%以内,相对中子通量密度分布测量结果符合实验设计预期,现有蒙特卡罗分析手段可较好地分析堆内元件轴向通量密度分布情况。本文结果可为环形燃料的工程化应用提供重要的数据支撑。

摘要：本文介绍了开发的蒙特卡罗燃耗计算程序MCNTRANS。MCNTRANS的中子学计算参数直接采用MCNP5程序的反应率计算值,燃耗计算方法采用图论算法跟踪燃耗链,同时,对实际燃耗过程进行详细分析以提高计算精度与程序适用性,并使用预估-校正方法以获取较大的燃耗计算步长。程序计算结果通过OECD/NEA与JAERI燃耗基准题实验结果进行验证,并与其他程序的计算结果进行比较。结果表明,MCNTRANS程序在不同燃耗深度下的计算结果和实验值与其他程序的计算值符合较好,部分锕系核素与裂变产物的计算精度更高。

摘要：为补偿由于次临界反应堆的燃耗所损失的反应性,降低次临界反应堆功率对加速器束流的依赖,考虑钍的转换,给出了采用钍基燃料,液态铅-铋合金单一回路冷却、石墨慢化的ADS快热单向耦合次临界堆芯设计方案。结果表明:本设计方案实现了堆芯功率展平、中子单向耦合,延长了换料周期,并消除了空腔的不利影响;堆芯寿期内的温度反应性反馈为负效应,安全性高;堆芯具有较高的能量放大能力;堆芯寿期内k_(eff)变化不超过1.05%;所需加速器最大束流强度为4.21mA;堆芯的MA嬗变支持比可达15个百万kW级的PWR,嬗变能力强。

摘要：在钍基ADS快热耦合次临界反应堆设计的基础上,应用研制的蒙特卡罗燃耗程序MCNTRANS对次临界堆芯在恒定功率下整个寿期内的燃耗特性进行了计算,研究分析了堆芯嬗变能力、钚焚烧性能、堆芯寿期内keff变化及加速器束流的协调匹配。分析结果表明:所设计堆芯的次锕系核素(MA)嬗变支持比可达15个百万kW级的PWR,长寿命裂变产物(LLFP)嬗变支持比为2.2个百万kW级的PWR;热区内233 U的裂变贡献为25%,堆芯嬗变、增殖能力强。整个堆芯寿期内keff变化在1%左右,降低了ADS对加速器束流强度的要求。

摘要：在核反应堆乏燃料后处理主工艺流程中,核燃料通常以溶液状态存在,可能发生核临界事故。研究核临界事故的产生机理和事故源项,对预防事故发生、缓解事故后果、事故应急响应与医学诊治均具有十分重要的意义。本文采用点堆动力学方程结合二维热传导方程,开发了基于圆柱形溶液贮存容器的瞬态特性分析程序GETAC,利用该程序计算了法国SILENE瞬态实验装置模拟临界事故功率随时间的变化,得到了功率振荡在不同反应性引入大小、方式和有无外中子源等情况下的变化规律,计算分析结果与瞬态实验测量数据以及国外其他程序计算结果较一致。