中国ITER固态实验包层模块活化计算分析

根据中国ITER实验包层模块CH HCSB TBM设计结构建立了TBM径向一维模型。运用燃耗计算程序BISON、聚变堆放射性计算程序FDKR和衰变链数据库AFDC-DLIB,计算了TBM设计中不同停堆时间活化产物的放射性、余热沉积、潜在生物危害因子BHP和辐射剂量,并根据计算结果初步得出相应的变化规律。计算结果表明,对于HCSB TBM来说,在500MW聚变功率下运行一年,停堆时的总放射性、余热、BHP分别为4.587×10¹⁵Bq, 9.009×10^-3MW和90.73 km³•kW^-1,后板处辐射剂量3.278×10⁵ mSv•h^-1。结果表明,CH HCSB TBM不存在突出的放射性环境安全问题。     

ITER 试验包层模块活化计算与环境安全分析

运用聚变堆放射性计算程序FDKR 和衰变链数据库AFDC-DLIB, 计算了ITER 中国氦冷固态增殖试验包层模块设计中活化产物的放射性、衰变余热和潜在生物危害因子BHP 值。计算结果表明: 对于试验包层模块来说, 在500MW 聚变功率下运行一年, 停堆时的总放射性、余热和BHP 值分别为2. 10× 10¹⁶B_q 、5. 06 × 10^{- 3}MW 和 68. 6km³•( kW) ^{- 1}。结果表明: 中国氦冷实验包层模块不存在突出的安全问题。     

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基于中国ITER氦冷固态增殖剂实验包层(CH HCSB TBM)最新2×6模块化结构设计,用三维中子输运计算程序MCNP/4C和相应数据库,对ITER实验包层模块设计的中子学问题进行计算分析,计算出在实际运行工况下,氚增殖率为0.0123g.d-1,整个TBM内的核热沉积为0.587MW。在各材料区内,最高功率密度为6.26MW.m-3,同时给出了不同材料区的功率密度。     

中国氦冷固态增殖剂试验包层模块系统活化计算分析

基于中国氦冷固态增殖剂试验包层模块(CN HCCB TBM)的最新设计方案和ITER提供的中子学基准模型C-lite,采用国际通用的Monte Carlo粒子输运程序MCNP和欧洲活化程序FISPACT-2007对HCCB TBM及其辅助系统(统称为HCCB TBS)进行了详细的活化计算分析,得到并讨论了各结构部件的放射性、余热和接触剂量率结果。结果表明,停堆时HCCB TBM模块的总放射性和总余热分别为2.348×10¹⁶ Bq和5.826 kW。活化计算结果可以为TBS的安全分析、维护和放射性废物处置等提供数据基础和分析依据。     

中国氦冷固态实验包层2×6模型三维中子学计算

基于中国ITER氦冷固态增殖剂实验包层（CH HCSB TBM）最新2×6模块化结构设计,用三维中子输运计算程序MCNP／4C和相应数据库,对ITER实验包层模块设计的中子学问题进行计算分析,计算出在实际运行工况下,氚增殖率为0．0123g·d^-1,整个TBM内的核热沉积为0．587MW。在各材料区内,最高功率密度为6．26MW·m^-3,同时给出了不同材料区的功率密度。     

具有3×3子模块结构的中国HCSBTBM的三维中子学计算

采用三维中子学程序MCNP及FENDL2．0数据库,对具有3×3子模块结构的中国氦冷固体增殖剂（HCSB）的氚增殖包层模块（TBM）进行了三维中子学计算。计算条件是:壁负载因子是0．78MW／m^2、运行因子是22％。计算得到的TBM氚增殖比（TBR）是 0.907、总氚产生率是0．0175g／d、最大功率密度9．27MW／m^2及总功率沉积0．422MW／m^3。By using three-dimension MCNP code and FENDL2.0 data library, the neutronics calculation for a HCSB （Helium Cooling Solid Breeder） TBM （Test Blanket Module） with 3 × 3 sub-modules has been performed. Under neutron wall loading of 0.78 MW/m^2 and duty factor of 22%, it is given for the tritium breeding ratio （TBR） of 0. 907, total tritium generation rate of 0.0175 g/d, peak power density of 9.27 MW/m^3 and total power deposiit of 0.422MW/m^3.     

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基于中国氦冷固态增殖剂试验包层模块(CN HCCB TBM)的最新设计方案和ITER提供的中子学基准模型C-lite,采用国际通用的Monte Carlo粒子输运程序MCNP和欧洲活化程序FISPACT-2007对HCCB TBM及其辅助系统(统称为HCCB TBS)进行了详细的活化计算分析,得到并讨论了各结构部件的放射性、余热和接触剂量率结果.结果表明,停堆时HCCB TBM模块的总放射性和总余热分别为2.348×1016 Bq和5.826 kW.活化计算结果可以为TBS的安全分析、维护和放射性废物处置等提供数据基础和分析依据.     

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基于中国氦冷固态实验包层模块(CH-HCSB-TBM)的新设计方案,采用蒙特卡罗粒子输运程序MCNP和欧洲活化计算程序FISPACT,对CH-HCSB-TBM进行了三维活化计算分析.计算结果表明,停堆初期TBM总的放射性活度、衰变余热分别为1.78× 1016Bq和3.01kW,主要受结构材料CLF-1影响.同时给出了影响TBM材料活化特性的主要核素及其生成途径,为TBM设计的材料选取和优化提供依据.根据计算的停堆剂量率可知,TBM中的活化材料都能采取远程操作实现再循环利用,可有效防止放射性环境危害问题.     

Calculations of the 3-D neutronics for CH HCSB TBM with 3×3 sub-modules

Using three dimension MCNP code and FENDL2.0 data library, neutronics calculation for a HCSB (helium cooling solid breeder ) TBM ( test blanket module ) with 3×3 sub-modules has been performed. Local tritium breeding ratio (TBR) of 0.907, total tritium generation rate of 0.0175 g•d^-1, peak power density of 9.27MW•m^-3  and total power deposit of 0.422MW•m^-3 are obtained under neutron wall loading of 0.78MW•m^-2 and duty factor of 22%.     

HCSB DEMO 中子通量谱分析及活化片法测量系统概念设计研究

利用蒙特卡罗粒子输运程序(MCNP)对氦冷固态增殖剂包层聚变示范堆(HCSB DEMO)做了中子通量谱分析。根据中子通量谱特点选出活化片材料,根据跑兔系统和活化片法测中子通量的原理设计出适用于测量HCSB DEMO 增殖包层中子的活化片法测量系统,并对其各组成部分及功能做了说明。计算了活化片在测量系统辐照端辐照时的活化反应率、活化片特征γ 射线发射率及特征γ 计数率,并得到一套合理的测量方案,用于HCSB DEMO 包层中子的测量。     

Activation and afterheat analysis for CH HCSB TBM

1 Introduction ITER will play a very important role in first integrated blanket testing in fusion environment. Some DEMO blanket relevant technology issues, especially safety requirements and environment impacts will be demonstrated during the ITER Test B…     

基于JLAMT可视化建模的JMCT模拟计算

JMCT是中国工程物理研究院高性能数值模拟软件中心粒子输运团队自主研发的三维蒙特卡罗模拟软件,JLAMT为其前处理可视化建模工具。使用JLAMT和JMCT程序对BW,KRITZ,BEAVRS等系列基准题进行了模拟,并对有效增殖系数及计数功能进行了对比分析。其中有效增殖系数计算结果与MCNP5的最大偏差为KRITZ2装载方案19基准题的89.1 pcm,除BEAVRS基准题外的计数结果与MCNP5的偏差基本小于2%,平均偏差在1%左右;BEAVRS基准题功率分布模拟结果与MCNP5及实测值最大偏差分别为7.06%,16.6%,控制棒价值计算与MCNP5及实测值均吻合较好。,     

实验混合堆FEB设计的远距离维修指标计算

动用ＢＩＳＯＮ,ＦＤＫＲ和ＤＯＳＥ程序,计算了实验混合堆ＦＥＢ在额定功率下运行一年后装置的第一壁,包层和屏蔽层的远距离维修指标ＲＭＲ值和有关结果。结果表明,需在现有屏蔽设计基础上适当增加铅屏蔽层厚度,才能满足美国核管理委员会的１０ＣＦＲ２０法规规定的辐射安全要求。计算结果可供实验混合堆的工程设计,安全运行及维修操作设计参考。     

堆用蒙特卡罗程序几何重复结构功能开发

介绍了反应堆物理蒙特卡罗程序几何重复结构功能；以MCNP和反应堆用蒙特卡罗模拟程序RMC为例介绍了常见的重复结构输入及实现方式；简要介绍了三种用于几何层级、重复结构计算的加速功能；以大亚湾反应堆组件和全堆芯为例,比较了RMC和MCNP的计算时间，结果显示RMC相对于MCNP获得了3~9倍的加速效果。     

Calculations of the 3-D neutronics for CH HCSB TBM with 3×3 sub-modules

Using three dimension MCNP code and FENDL2.0 data library, neutronics calculation for a HCSB (helium cooling solid breeder) TBM (test blanket module) with 3×3 sub-modules has been performed. Local tritium breeding ratio (TBR) of 0.907, total tritium generation rate of 0.0175g·d-1, peak power density of 9.27MW·m-3 and total power deposit of 0.422MW·m-3 are obtained under neutron wall loading of 0.78MW·m-2 and duty factor of 22%.     

模体厚度对MC程序计算速度与效率的影响研究

基于蒙特卡罗(MC)程序MCNP4c, DOSXYZnrc, DOSRZnrc 和DPM, 考察了模体厚度变化对MC程序计算速度和MC效率的影响, 发现模体的厚度变化对不同MC程序速度提升的影响差异较大, 其中DOSXYZnrc 提升最多, DOSRZnrc提升最小。 从MC效率方面来讲, DPM和DOSRZnrc具有明显的优势。 就4个程序而言, 薄模体均表现出一定的MC 效率优势。 从MC 效率提升角度来看, MCNP4c, DOSXYZnrc和DOSRZnrc表现出一定的相似性, 而DPM相对低些。 也对DOSRZnrc异常的统计不确定性特征、 速度提升进行了研究, 发现其内部植入的光子强迫方差减小技巧在降低体元统计不确定性的同时, 也削弱了薄模体的速度优势。 但是由于显著影响了方差, 所以总体来讲, 仍然提高了DOSRZnrc薄模体的MC 模拟效率。     

CFETR水冷陶瓷增殖剂包层中子学分析

基于中国聚变工程实验堆(CFETR)水冷陶瓷增殖剂(WCCB)三维中子学模型,应用蒙特卡罗输运程序MCNP5和IAEA聚变评价核数据库FENDL2.1,完成了WCCB中子学性能分析。研究了在200MW、500MW、1.0GW、1.5GW聚变功率下中子壁载荷(NWL)、氚增殖率(TBR)、核热沉积以及包层材料的辐照损伤。结果显示,目前WCCB包层核分析结果满足CFETR设计要求。