摘要：利用蒙特卡罗程序对采用合金法制备的Am-Be中子源辐照前中子源强能谱、伴生γ放射性等物理特性及其在堆内辐照过程中的变化情况进行了分析,评估了其作为压水型核电反应堆启动中子源的可行性。分析表明:合金法制作的单个Am-Be中子源(源活性区尺寸φ3.4 mm×236 mm,密度为4 g·cm^(-3))中子发射率可达3.34×10^(7)s^(-1),该源的源强虽低于核电厂反应堆常用的启动中子源,但多个Am-Be中子源叠加也可满足应用要求。Am-Be中子源在堆芯辐照过程中,由于产生的^(242)Cm等核素的影响,总中子源强高于其初始源强,保证其长期起到启动中子源作用。另外,Am-Be中子源具有较高的γ源强,在制造、运输与安装过程中需要考虑辐射防护问题。

摘要：温差同位素电源是一种将放射性同位素衰变产生的热能转换为电能的装置,涉及热-电物理场强耦合,如何准确仿真分析是一大难点。本文基于一款90Sr温差同位素电源样机,首先建立了样机整机热-电物理场直接耦合的数字仿真模型,结合试验数据对模型参数进行优化,然后通过模拟试验验证了电源样机稳态和动态运行下模型仿真的准确性。最后利用模型开展了电源样机整机热-电物理场分析,以及外接不同负载时的输出功率研究。结果表明,在给定工况下,样机系统漏热占比26%,电路电能损耗占比10%;在最佳匹配负载下,整机最大输出功率可达96mW,热电转换效率2%。

摘要：可燃毒物在长寿期压水堆中起着至关重要的作用,板状燃料组件在长寿期压水堆中具有较好的应用前景。本文开展长寿期压水堆板状燃料组件可燃毒物选型及中子学特性研究,对含不同可燃毒物的板状燃料组件进行输运-燃耗计算,筛选出中子学性能较好的可燃毒物。结果表明,采用富集同位素^(157)Gd、^(167)Er和B_(4)C作为可燃毒物时,几乎无反应性惩罚;当采用PACS-J和^(231)Pa作为可燃毒物时,因其自身特性,在寿期末不仅未造成反应性惩罚,且延长了组件寿期,提高了燃料利用率;PACS-J与慢燃耗可燃毒物组合,可获得更优的反应性曲线。由本文结果可知,板状燃料组件可以选用富集同位素^(157)Gd、富集同位素^(167)Er、B_(4)C、^(231)Pa和PACS-J作为可燃毒物,可燃毒物组合可以选用PACS-Er和PACS-Pa两种组合方案。

摘要：在广义等效理论(GET)和超级均匀化方法(SPH)的基础上,提出同时满足反应率、界面流和组件特征值守恒,且不显式使用等效因子的超级等效方法(SPE)。在蒙特卡罗组件均匀化中应用SPE,将该方法植入蒙特卡罗组件均匀化程序MCMC,并通过C5G7基准题进行验证。验证分析表明:SPE等效均匀化群常数堆芯计算精度更高,适应性更广。

摘要：研究蒙特卡罗均匀化中的临界效应,应用BN理论修正临界效应.简化压水堆模型和临界试验装置的验证表明:在连续能量蒙特卡罗方法均匀化中,BN方法很好的考虑了群常数的临界效应,曲率基模成功度量了堆芯的有限性.

摘要：连续能量蒙特卡罗方法均匀化群常数直接用于堆芯均匀计算,不能与非均匀计算保持反应率和界面流守恒,需进一步处理使其满足等效均匀化原理。本工作研究广义均匀化理论(GET)和超级均匀化方法(SPH)在蒙特卡罗均匀化中的应用,并数值验证简化压水堆堆芯和C5G7基准题。研究表明,GET和SPH的应用提高了蒙特卡罗均匀化群常数堆芯扩散计算的精度,可作为蒙特卡罗等效均匀化方法。

摘要：^(90)Sr源是一种纯β衰变放射源,已经应用于同位素电池热源。为探索^(90)Sr放射性同位素温差发电器核热源芯体制备关键技术,建立高密度钛酸锶热源芯体制备技术方案,本研究通过湿法球磨和二次烧结的方法,以非放射性碳酸锶和二氧化钛粉末为原料,制备了高理论密度的钛酸锶芯体。研究结果表明,本研究制定的芯体制备技术方案可有效避免球磨过程中原料粉体粘结在球磨罐体上,粉末损耗量少,粉体粒度均匀;通过烧结-破碎-再烧结方式,可有效增加原料纯度,晶粒成型更好,芯体强度更高;且通过掺杂浓度为2%的钇实现了晶粒的细化,有效提高了其服役寿命和稳定性。本研究可为放射性钛酸锶热源芯体制备提供技术参考。

摘要：为将全陶瓷微胶囊封装(FCM)燃料应用于小型压水堆,对FCM燃料组件开展了可燃毒物中子学设计与分析。通过寿期初引入负反应性、寿期内消耗速率和寿期末残留3个方面,对弥散在SiC基体中的弥散型可燃毒物Gd2O3、Er2O3、Sm2O3、Eu2O3、Dy2O3及HfO2进行评价。FCM燃料中TRISO颗粒核芯直径达800μm,燃料颗粒自屏效应强烈,在RMC程序中引入随机介质计算功能,对FCM燃料进行随机几何建模,保证了反应性计算精度。分析表明:Er2O3可作为FCM燃料堆芯的候选可燃毒物,Gd2O3和Eu2O3需结合堆芯开展进一步研究,Sm2O3、Dy2O3及HfO2的反应性惩罚过大,不适合作为FCM燃料可燃毒物。

摘要：两步法反应堆物理计算流程中,组件均匀化群常数显著影响堆芯计算精度。相比确定论方法,连续能量蒙特卡罗方法均匀化精确描述各种几何构型栅格,避免繁琐共振自屏计算,保留更多连续能量信息,不仅产生的群常数更精确,而且普适性也更强。作为实现连续能量蒙特卡罗组件均匀化的第一步,本文应用径迹长度方法统计计算一般群截面和群常数,提出并使用散射事件方法获得不能直接应用确定论方法计算群间散射截面和高阶勒让德系数,应用P1截面计算扩散系数。为还原两步法计算流程中组件在堆芯的临界状态,本文应用BN理论对均匀化群常数进行泄漏修正。在4种类型组件和简化压水堆堆芯上数值验证蒙特卡罗均匀化群常数。验证结果表明:连续能量蒙特卡罗方法组件均匀化群常数具有良好几何适应性,显著提高堆芯计算精度。

摘要：对候选耐事故包壳材料304SS、310SS、FeCrAl、APMT和SiC进行中子经济性分析。结果表明,中子经济性由高到低排序为:SiC>Zr>FeCrAl>APMT>304SS>310SS;为达到与Zr包壳相同的燃耗寿期[60000MW·d/t(U)],铁基合金包壳厚度取0.4mm且保持包壳外径不变时,燃料富集度增加量不超过0.5%,而SiC在包壳厚度不变的情况下富集度降低约0.12%。