随机中子动力学及其数值模拟研究进展

随机中子动力学是核动力设计和核反应堆安全中的重要课题,本文从随机中子动力学的基础概念和研究方法出发,介绍随机中子动力学研究的历史发展和研究现状.裂变中子与光子的多重性是反应堆零功率中子噪声主要来源,对中子涨落的方程描述及其求解,演化出零功率中子噪声与功率反应堆噪声的随机理论.随机中子动力学的重要应用包括反应性微观测量、功率反应堆噪声测量和分析、核临界漂移分析和核材料识别与检测等.在半个多世纪的研究中,以脉冲堆点火过程的脉冲爆发等待时间分布为代表的随机性,一直缺乏定量分析方法和工具.直到近几年,模拟随机中子动力学过程的广义半马尔科夫过程模拟方法取得了重要进展,很好地揭示了脉冲堆实验中子点火规律.最后讨论随机中子动力学研究中有待解决的研究课题.     

用于BNCT-SPECT的帕维亚TRIGA MARK II反应堆热柱优化设计

针对坐落于意大利帕维亚大学的TRIGA Mark II反应堆热柱结构进行优化设计,从而满足面向硼中子俘获治疗(BNCT)的单光子发射计算机断层成像(SPECT)研究要求。为提高计算效率并减小统计误差,对比分析使用SSW/SSR方法与直接使用反应堆为源项时热柱内照射位置处中子能谱,其结果基本一致,从而验证了SSW/SSR方法的可靠性。为在该反应堆开展BNCT中SPECT实验,热柱中子束需准直为笔形束。对比分析四种热柱优化方案下束流口处及探测器处热中子和光子通量：40 cm长石墨(射束口5 cm3 cm);0.5 cm厚硼包裹40 cm长石墨(射束口5 cm3 cm);30 cm长天然锂聚乙烯(射束口直径4 cm);30 cm长天然锂聚乙烯(20 cm长射束口直径5 cm,5 cm长射束口直径4 cm,5 cm长射束口直径2 cm)。结果显示,射束口处热中子通量分别为1.05108,2.52107,6.08107和5.10 107 #/(cm2s)。综合考虑中子准直效果及光子污染,方案三具有最优性能。为后续进行BNCT-SPECT理论和实验研究提供了基础,从而有效促进BNCT剂量准确评估方法的研究进程。     

核爆发电问题中核燃料循环的中子学研究

研究核爆聚变电站中的一类中子学问题——如何利用核爆炸产生的大量中子生产核燃料.首先,根据核爆中子场的特点,确定可以利用的中子能量范围.用慢化理论对慢化材料的厚度进行估计,并用MCNP程序进行数值计算.研究如何利用中子反照效应减少造材料层的厚度,最后提出一个较合理的造材料技术路线.     

TEXONO反应堆中微子能谱的计算

在低能反应堆中微子物理实验中,无论是研究中微子振荡、中微子反应还是测量中微子反常磁矩,都必须准确地知道反应堆中微子的通量和能谱.本文详细讨论了反应堆中微子能谱的计算方法,依据TEXONO实验所用的NP2反应堆的实际情况及探测器的安排,计算并得到中微子的通量和能谱.     

微型中子源反应堆及其应用

 在一间普普通通的房间里,房屋中间有一圈半人高的铁栏杆,围着一个直径2.7米左右的地下水池.该水池初看起来如同一口并.水池四周也没有什么复杂的大型设备,只有一台微机和一张简单的操作台,在微机荧光屏上显示着变换的数据.实际上,这并不是一口井,而是一座小型研究反应堆.反应堆本身坐落在水池底部.在满功率运行时,可以明显地看到在水池底部发出一片明亮透彻的蓝光,这便是反应堆运行时的契仑可夫辐射.这座小型反应堆由于结构简单紧凑,操作运行十分方便.全部运行工作只由一台微机控制,微机荧屏上的数据一目了然地显示着反应堆的运行状态和实验结果.反应堆装料很少,反应堆上部又有4米多厚的水层,对中子和γ射线起到了很好的屏蔽防护作用,故可建在任何需要的地方,包括人口密集的大城市.     

X-ray spectra of high temperature tungsten plasma calculated with collisional radiative model

Tungsten is regarded as an important candidate of plasma facing material in international thermonuclear experimental reactor （ITER）, so the determination and modeling of spectra of tungsten plasma, especially the spectra at high temperature were intensely focused on recently. In this work, using the atomic structure code of Cowan, a collisional radiative model （CRM） based on the spin-orbit-split-arrays is developed. Based on this model, the charge state distribution of tungsten ions is determined and the soft X-ray spectra from high charged ions of tungsten at different temperatures are calculated. The results show that both the average ionization charge and line positions are well agreed with others calculations and measurements with discrepancies of less than 0.63% and 1.26%, respectively. The spectra at higher temperatures are also reported and the relationship between ion abundance and temperature is predicted in this work.     

反应堆蒙特卡罗临界模拟中均匀裂变源算法的改进

在反应堆pin-by-pin精细建模及蒙特卡罗模拟计算研究中, 由于不同栅元的功率密度差异较大, 导致蒙特卡罗方法临界计算的样本在不同栅元之间的分配不均衡, 由此引起栅元内的各种计数的统计误差差异较大. 为使大部分栅元内计数的统计误差降至一个合理的水平, 单纯增加总样本已不是一个高效的解决方法. 通过在特定临界计算迭代算法的基础上改进并实现均匀裂变源算法的思想, 对大亚湾压水堆pin-by-pin模型取得了具有较高效率的数值结果. 本工作为具有自主知识产权的蒙特卡罗粒子输运模拟软件JMCT最终达到反应堆pin-by-pin模型(包括一系列国际基准模型)的模拟性能要求提供了一个有效的工具.     

提高辐射场特定区域n／γ值初步实验研究

为满足用户抗辐射加固实验研究的需要，在中国第二号快中子脉冲反应堆上开展了提高特定区域内n/γ值初步实验研究。其中，n是待测辐射场中子注量，γ是相应辐射场的吸收剂量。     

我国第一台回旋加速器主磁铁景观竣工

我国第一台回旋加速器主磁铁景观工程于2007年7月27日竣工验收。我国第一台回旋加速器于1958年在中国原子能科学研究院建成,与我国第一台重水反应堆并称为“一堆一器”,是我国步入原子能时代的标志。它曾连续运行30年,为我国低能核物理基础与应用研究做出了历史性贡献,培养了大