摘要：超临界水冷堆(SCWR)具有热效率高、结构简单等技术优势,是第四代核能系统国际论坛推荐的6个堆型之一。本文首先回顾了SCWR的包壳设计要求和主要性能挑战,然后对经过较多测试的商用候选包壳材料的均匀腐蚀、应力腐蚀及辐照性能进行了回顾。铁素体/马氏体(F/M)钢、奥氏体不锈钢及镍基合金均存在某方面的性能不足。最后,介绍了近年来新兴的SCWR候选包壳材料,包括新型含铝奥氏体不锈钢、氧化物弥散强化钢、梯度材料及其他组织改进技术的研究进展。

摘要：中国科学院高能物理研究所第二台硼中子俘获治疗(BNCT02)加速器主要由1台离子源、1条低能束流传输线、1台射频四极加速器和3条高能束流传输线组成。为了保障BNCT02加速器的安全运行,设计了基于横河PLC和实验物理及工业控制系统(EPICS)软件工具包的机器保护系统。为了增强安全性,该系统采用了冗余设计,由两套完全独立且主要输入、输出信号一致的子系统构成。测试结果表明,BNCT02加速器机器保护系统的响应时间小于1.6 ms,且具有稳定可靠性高的特点,满足BNCT02加速器运行的需要。

摘要：水下运输系统在运输载荷时会受到水的不确定非线性和其他外部扰动影响。针对水下运输系统的运行控制问题,以核电厂燃料组件的水下运输系统为对象,设计了基于径向基函数(RBF)神经网络的非奇异终端滑模控制方法。首先,根据牛顿第二定律和Morison方程建立了系统的运动微分方程并推导其状态空间方程;其次,设计非奇异终端滑模控制器,并用RBF神经网络对未知非线性作用进行估计并在控制器中补偿,由Lyapunov稳定性理论推导了网络权值的自适应更新律;通过Lyapunov稳定性理论证明了所提控制策略可以实现对未知非线性估计的渐进收敛和对给定指令跟踪的有限时间收敛;分别对带载上行和空载下行两种工况进行仿真验证,仿真结果表明了所设计的控制器性能良好。

摘要：移动式反应堆固有安全性高、经济性好、部署灵活,是未来先进反应堆技术发展的重要方向。高温气冷堆因其性能特点在移动式反应堆设计中广受青睐,基于此提出一种使用氦氙为冷却剂、低浓度TRISO包覆颗粒为燃料的移动式反应堆堆芯方案,并使用蒙特卡罗程序MCNP对其进行物理特性研究计算。计算结果表明:本文方案为超热堆,功率分布合理,控制系统价值足够;温度功率效应为负值,满足设计要求;后备反应性充足,可支持满功率运行1500 EFPD;本文方案相比其他先进移动式反应堆体积较小,但燃耗深度相对较浅。总体而言本文提出的堆芯方案合理,能够满足设计要求。

摘要：气冷快堆的堆芯安全设计是制约其研发进度的关键技术难点之一,而增强温度负反馈效应是提高堆芯固有安全性的有效手段。针对气冷快堆堆芯能谱较硬、反应性温度系数小、温度负反馈效应弱的问题,本文提出了一种增强温度负反馈的气冷快堆堆芯优化设计方案。通过合理布置慢化材料、优化活性区高径比、优化燃料富集度等手段,达到了调节堆芯能谱、强化多普勒效应、增强活性区中子泄漏,进而增强堆芯温度负反馈的优化效果。采用三维蒙特卡罗输运程序对上述气冷快堆堆芯方案进行模拟分析,结果表明:优化后的堆芯具有均匀的功率分布和充足的安全裕量,且能够在温度限值内仅依靠温度负反馈效应实现自动安全停堆,验证了优化手段的有效性和堆芯方案的安全可靠性。

摘要：介绍了安徽大学正在建设的强光磁试验装置的整体布局,详细分析了装置的稳定运行对水冷系统的设计要求及难点,根据需求完成了整个装置的水冷系统设计研制,装置的水冷系统一共包含了两路独立的水冷机组系统,设计温度分别为(42±0.1)℃与(25±0.5)℃,并且可在一定范围内调节。装置水冷控制系统基于EPICS框架开发,温度调节及控制功能通过PLC程序实现,PID参数配置通过PID调节器实现。控制系统的软件开发主要是在EPICS环境下实现对设备参数的设定和状态数据的回读,并将历史数据存入Archiver Appliances数据库中。试运行期间水冷控制系统的温度控制精度达到了(42±0.03)℃和(25±0.08)℃,符合设计要求,运行期间该系统稳定可靠,可以很好地保障装置安全稳定运行。

摘要：空间核反应堆电源具有结构紧凑、比功率大、寿命长、不依赖光照以及环境适应性强等优点,是月球基地最理想的能源解决方案。以美国FSP方案为参考,确定净输出电功率40 kW、寿期10 a为核电源的基本参数指标。对于月球基地用空间核反应堆电源,热中子反应堆方案相比快中子反应堆方案在减轻屏蔽体质量和节省核燃料方面更加具有竞争力。在对比分析了空间堆上几种常用的金属氢化物后,以长寿命为原则,选择YH_(1.8)作慢化剂。环形燃料作为一种革新性的燃料形式,具有双边慢化和双边冷却的特点,可以减小固体慢化剂的正温度效应并显著提高反应堆的热工安全裕量,是未来高性能反应堆的首选燃料形式。通过借鉴前苏联TOPAZ-Ⅱ空间堆的堆芯结构,在此基础上整合美国FSP方案的系统结构,最终设计出此堆芯方案。通过采用环形燃料元件并对栅格参数进行优化设计,解决了固体慢化剂带来的全堆正温度效应问题;通过引入安全棒设计,解决了特殊临界安全要求问题;通过采用YH_(1.8)慢化剂,解决了慢化剂的氢泄漏问题。以MCNP程序为计算工具,完成了.堆芯物理方案的设计与优化。与FSP方案相比,堆芯(含反射层)尺寸参数相当,没有因为使用慢化剂而使堆芯体积变大,并且^(235)U装量仅需18.463 kg,只有FSP方案的1/4。

摘要：针对辐射屏蔽优化设计中存在的消耗时间长、优化效率低的问题,提出一种基于粒子飞行样本更新策略的动态径向基代理模型。首先采用径向基神经网络建立真实目标函数的初始代理模型,然后通过差分进化算法对代理模型进行全局寻优,然后基于代理模型寻优结果和粒子飞行样本更新策略产生新样本点,最后将新样本点加入原有样本点后重新更新代理模型并循环迭代,直至满足收敛条件。该方法以代理模型拟合精度为依据控制原有样本点向随机样本点和最优预测样本点的飞行速度,可以实现动态代理模型全局探索与局部探索的自适应平衡。为验证方法的有效性,将所提方法应用于12个数值测试函数和船用反应堆辐射屏蔽优化设计工程实例,并与其他优化方法计算结果进行对比。结果表明:对于数值测试函数,所提方法在寻优结果、样本点数量和算法鲁棒性方面均具有显著优势,对于辐射屏蔽优化设计实例,所提方法得到的中子透射率为另外两种方法的48%和8%,所需样本点数量为静态代理模型的25%,证明该方法是求解辐射屏蔽优化等昂贵优化问题的有效方法。

摘要：An RF power coupler is a key component of the superconducting accelerating system in Chinese ADS proton linac injector I, which is used to transmit 15 kW RF power from the power source to the superconducting HWR cavity. According to the requirement of working frequency, power level, transmission capability and cooling condition, the physics design of coupler has been finished, which includes RF structure optimization, thermal simulation, thermal stress analysis and so on. Based on this design, the prototype of HWR coupler has been fabricated, and it has successfully passed the high power test.

摘要：The high-current superconducting proton linac is being studied for the accelerator-driven system （ADS） project undertaken by the Chinese Academy of Sciences. The injector II will be operated at 162.5 MHz, and the proton out from the RFQ with an energy of 2.5 MeV will .be accelerated to 10 MeV by two cryo-modules, which are composed of eight superconducting half wave resonance cavities and nine solenoids. In this paper, the design and beam simulation of the superconducting section of the injector Ⅱ, the acceptance calculation and a stability analysis are presented.