摘要：目的设计一种激光消融数值仿真模型,确定针对脑肿瘤的激光消融治疗方案,以及确定消融时间、激光功率和金纳米颗粒水溶液对激光消融的效果影响。方法建立简化的脑肿瘤几何模型,通过蒙特卡罗计算方法模拟脑组织中的光子分布,确定激光能量沉积;再用Pennes生物传热模型计算嵌入在圆柱体人脑组织中球体肿瘤的温度升高过程;将Arrhenius积分与传热模型相结合,计算组织的热损伤,确定激光消融方案。在热损伤范围超出肿瘤体积的模型中引入金纳米颗粒,探究金纳米颗粒对减小周围健康组织损伤的可行性。结果增大激光功率或消融时间升高了消融过程中的最高温度且增大了热损伤范围。对于本研究假定的直径为10 mm的球体脑肿瘤,当消融时间为300 s、激光功率为3 W以及消融时间为180 s、激光功率为5 W时球体肿瘤被完全消融。在肿瘤中注射金纳米颗粒,假设金纳米颗粒在肿瘤中均匀分布,选取消融时间为180 s、激光功率5 W的消融组合且不添加金纳米颗粒时,热损伤的体积为1.98 cm^(3),对周围健康组织的损伤率为2.96%;同样的组合添加金纳米颗粒后的热损伤体积为0.95 cm^(3),对周围健康组织的损伤率为0.88%。结论本研究建立的数值仿真模型对确定激光消融参数具有一定参考价值。激光功率和消融时间的增加可以增大热损伤体积,提高消融的最高温度,同时,添加金纳米颗粒可以减少对健康组织的热损伤。

摘要：堆内熔融物滞留(IVR)作为反应堆严重事故的关键缓解策略,目前已广泛应用于新一代压水堆(PWR)。针对IVR的有效性,如熔融池内对流、下封头传热、壁面临界热流密度(CHF)的估算等研究,是该领域数年来的热点。针对上述问题,国内外先后开展了数起实验,如COPO、BALI、SEMICO、COPRA等,并基于实验结果展开了大量数值模拟,以探索IVR下的传热规律,为其性能及设计提供参照。本文基于中子物理蒙特卡罗程序RMC对压力容器下封头熔融池模型进行了细网格建模及材料填充,并通过燃耗/衰变热计算DEPTH程序构建了熔融池内热源时序模型。研究结果显示,该模型能体现熔融池内热源变化趋势,得到的时序数据对IVR的进一步研究有重要意义。

摘要：利用Lennard-Jones(6-12)作用势,设计GSS-3分子碰撞模型,通过与已有的分子模型及实验数值对比,该模型能够给出正确的气体输运性质.将GSS-3模型应用到非结构网格DSMC中,模拟二维超声速平板绕流和圆柱绕流.数值计算结果初步验证该分子模型的合理性与有效性.

摘要：VSOP程序广泛应用于高温气冷堆铀燃料堆芯设计,而对钚燃料堆芯未经充分验证。本文基于250MW球床模块式高温气冷堆示范电站HTR-PM铀钚循环乏燃料中的铀和钚,设计了PuO2和MOX燃料元件,将新设计的燃料元件重新装入与HTR-PM同样结构和尺寸的堆芯,分别形成纯钚燃料堆芯和MOX燃料堆芯。利用蒙特卡罗方法中规则的重复结构模拟包覆燃料颗粒在燃料球内的随机分布及燃料球在堆芯内的随机分布。针对同一参考堆芯,比较了VSOP模型和MCNP模型的有效增殖因数,并分析了产生差异的原因。结果显示,对于铀燃料堆芯,VSOP与MCNP程序计算结果符合较好;对于钚燃料堆芯,VSOP结果比MCNP结果小2%左右。初步验证了VSOP模型对钚燃料堆芯的可用性,提出了进一步改进VSOP程序的建议。

摘要：Soller型中子狭缝准直器是中子散射谱仪部件之一,用来对中子束流进行准直。准直器的设计不仅需要对吸收材料进行选择,吸收材料的厚度选择也很重要。准直器的透射率和空间的限制对准直器的长度提出要求。应用以蒙特卡罗方法为基础的模拟计算对准直器进行优化设计是一种新的尝试。采用MCNP程序对准直器的长度和吸收片厚度进行了模拟优化设计,并对计算结果进行了评定。

摘要：利用蒙特卡罗方法计算了新一代核能系统加速器驱动系统(ADS)中质子束管内的中子归一化注量率分布以及通过质子束管入口和其它外表面逸出的归一化中子注量率,得出了一些对ADS系统的设计有重要意义的结论。

摘要：利用蒙特卡罗方法对两种X光源尺寸测量方法狭缝法和刃边法进行了模拟,比较了在不同实验布局条件下的模拟结果,指出X射线的强穿透性对成像具有较大的影响,使狭缝像的底部展宽,影响对光源特性的判断,同时使刃边法的测量精度在一定程度上受对中精度的制约。为减小其影响,在保证不降低图像接收范围、图像对比度以及测量精度的基础上,设计了新的狭缝法实验测量布局,同时建议用ROLLBAR法代替刃边法进行测量。

摘要：采用蒙特卡罗方法对高通量工程试验堆(HFETR)堆芯内的γ释热进行了计算,并将计算结果与实测值进行了比较。结果表明：用蒙特卡罗方法计算HFETR堆的γ释热率是可行的,具有满意的计算精度。因此,在实际工程中可采用蒙特卡罗方法来计算HFETR及堆芯内任意位置的γ释热。

摘要：自屏蔽因子是用LiFTLD探测器高精度测量n-γ混合场的重要参数。本文采用MCNP程序对文献中给定尺寸、密度和6Li含量的LiFTLD的自屏蔽因子进行了计算,并与推导的自屏蔽公式、Horowitz等的计算结果进行了比较。同时,对计算结果还专门设计了实验进行验证,证实MCNP计算自屏蔽因子所采用的模型和方法是可靠的。对于文献中没有给出自屏蔽因子的现有的LiFTLD,通过选取合理的模型,用MCNP计算了它们的自屏蔽因子。该研究结果对于n-γ混合场区分测量以及TLD的LET效应的研究都具有重要意义。

摘要：本文针对船用核反应堆辐射场特点、屏蔽防护需求和使用环境条件,开展了屏蔽腻子的优化设计及应用研究。选用耐腐蚀防霉变优异、粘结度强、无毒性的双酚A环氧树脂和脂环胺固化剂作为基体材料,添加粒径约100μm的铅、聚乙烯、碳化硼等屏蔽添加剂提高屏蔽腻子的辐射防护性能。采用蒙特卡罗方法对屏蔽腻子的主要成分配比进行了优化设计。计算结果表明,碳化硼含量为5%~15%、铅含量为80%时,中子的慢化与吸收达到平衡,较高的铅含量大幅增强了其对γ射线及次级γ射线的屏蔽防护能力,使屏蔽腻子对235 U诱发裂变源的综合辐射防护能力达到最佳水平。消泡剂、分散剂、流平剂、促进剂等加工助剂的添加对屏蔽腻子快速固化、气泡排除、混合均匀、成型致密光滑起到了重要促进作用。通过样品试制和试验测试,证明了优化设计的屏蔽腻子具有优异的屏蔽性能、耐辐照老化性能、固化成型质量、粘结强度、混合浇灌施工便捷性能等,能有效满足船用核反应堆等设施屏蔽缝隙处及不规则部位的辐射防护使用需求。