摘要：中国聚变工程试验堆(CFETR)先进材料辐照考验样品所在胶囊结构较为复杂,其内部填充氦气,胶囊肋条尺寸、位置以及胶囊内部填充材料对样品温度影响大。基于STAR-CCM+程序建立CFETR先进小样品辐照装置内胶囊全尺寸模型,针对样品的目标温度,对胶囊的肋条和填充材料进行了调整。对于胶囊内整体样品释热率较低的情况,采用释热率较大的钨材料作为填充材料,可以明显提高整体样品温度;对于局部样品释热率差别较大的情况,调整局部肋条的尺寸和位置,能够很好控制样品间的温度,使样品计算温度满足目标温度范围。结果表明:采用上述方法进行优化后,样品中心温度能够满足目标温度范围,且满足入高通量工程试验堆(HFETR)辐照的热工安全,保证整个辐照任务能够顺利开展。

摘要：加速器驱动次临界系统(ADS)利用质子轰击散裂靶产生的中子驱动次临界堆稳定、持续运行,有望实现长寿命次锕系核素嬗变,并进行洁净能源生产。在加速器与反应堆耦合过程中,束流管道贯穿反应堆的顶盖,堆芯中的散裂中子和裂变中子会通过束流管道大量泄漏,需开展相关屏蔽设计,以减小顶盖外的设备活化,进而减小停堆后堆顶设备维修人员所受辐射剂量。传统热堆的堆外辐射屏蔽设计中,常将热中子注量率限制在10^(5) n/(cm^(2)·s),以减小设备活化,提高可维护性。对于加速器驱动次临界系统而言,顶盖漏束具有快中子谱、注量率高等特点,需以热中子等效注量率为限值,开展相关屏蔽设计分析。本工作以加速器驱动嬗变研究装置(CiADS)为例,分析了顶盖漏束后产生的活化核素的预期辐射释能,并通过与热中子的预期辐射释能进行等效,得到了束管漏束屏蔽设计所需的漏束中子注量率,并对其适用性进行了评估。研究表明,平均注量率为9.292×10^(5)n/(cm^(2)·s)的漏束中子在预期辐射释能上等效于注量率为10^(5)n/(cm^(2)·s)的热中子,在相关辐射屏蔽设计中,可保守取顶盖外部中子注量率限值为8×10^(5)n/(cm^(2)·s)。本工作提出了一种ADS堆外活化屏蔽设计时的热中子等效注量率的选取方法,可为快谱下的屏蔽分析提供参考。本文获得的热中子等效注量率可用于CiADS顶盖屏蔽的工程设计与分析。