核安全在核設(shè)施的設(shè)計、建造以及運行等方面都是至關(guān)重要的一環(huán)。實現(xiàn)核安全的目標(biāo),主要包括輻射防護目標(biāo)與技術(shù)安全目標(biāo)�？熘凶用}沖堆能夠在超瞬發(fā)臨界狀態(tài)運行,產(chǎn)生可控強中子與γ脈沖的核反應(yīng)堆,主要應(yīng)用于國防科研以及核數(shù)據(jù)實驗等方面。在其超臨界運行過程中產(chǎn)生脈沖功率,依靠堆芯自膨脹效應(yīng)引發(fā)的反應(yīng)性下降進行停堆,整個運行過程持續(xù)幾十至幾百微秒。其安全限值與常規(guī)穩(wěn)態(tài)運行的反應(yīng)堆有較大不同,在脈沖爆發(fā)過程中,堆芯在短時間內(nèi)獲得較大溫升,堆芯材料會受到較強的熱沖擊應(yīng)力,在過高的功率條件下有堆芯損傷發(fā)生的可能。裂變產(chǎn)生的絕大部分能量都轉(zhuǎn)化為熱能使堆芯溫度升高幾十到幾百攝氏度,熱沖擊應(yīng)力以及材料的溫度是對堆芯從核安全目標(biāo)出發(fā),核設(shè)施必須確定其運行的安全限值,對核裝置的運行參數(shù)進行限制,保證在核設(shè)施運行過程中參數(shù)保持在安全水平之內(nèi)。在快中子脈沖堆的運行是超臨界瞬態(tài)的運行方式,每次爆發(fā)的產(chǎn)額在混凝土墻壁的屏蔽下對公眾及環(huán)境的影響極低。分析得到堆芯安全的影響主要來源于其超臨界脈沖運行中的高溫升以及熱應(yīng)力。本文以Godiva Ⅳ快中子脈沖堆為研究對象,基于確定論方法,通過對比其他反應(yīng)堆的安全限值選取原則,考慮快中... 

【文章來源】：中國工程物理研究院北京市

【文章頁數(shù)】：56 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１爆發(fā)脈沖時堆反應(yīng)性、功率、溫度隨時間變化圖??（ａ＞堆反應(yīng)性隨時間變化：（ｂ）堆內(nèi)裂變率隨時間變化；（ｃ）堆內(nèi)溫度隨時間變化??在早期以純鈾金屬作為堆芯的快中子脈沖堆，脈沖堆脈沖產(chǎn)額主要由鑄造鈾金屬的??

??嘈戳說愣鴨撲慍絳潁??檬笛椴獾玫畝研靖悍矗崳?應(yīng)性系數(shù)，對Ｇｏｄｉｖａ?ＩＶ的脈沖爆發(fā)瞬態(tài)響應(yīng)過程的裂變率變化曲線進行了計算，計算??流程如圖３．２所示。在確定反應(yīng)堆的中子代時間、緩發(fā)中子先驅(qū)核濃度、緩發(fā)中子先驅(qū)??核衰變常數(shù)等條件后，加入反應(yīng)堆的初始反應(yīng)性后進行一步迭代。迭代完成后可以獲得??下一步長的堆芯核數(shù)據(jù)參數(shù)，并且由公式（３－４）可以得到堆芯在時間步長之間的裂變??率。??由式（３－２）可知由裂變率積分，獲得堆芯在時間步長Ａｔ中的裂變數(shù)后，結(jié)合平均??單次裂變釋放能量￡／，堆芯燃料總質(zhì)量，以及鈾鉬合金材料的定壓比熱容可以獲得堆??芯平均溫升。在２０丨３年Ｇｏｄａ?ｊ．Ｍ．［２６］關(guān)于Ｇｏｄｉｖａ丨Ｖ的相關(guān)報告中測得其反應(yīng)性溫度系??數(shù)為－０．３?０／°Ｃ，將得到的新時刻溫升數(shù)據(jù)代入（３－６）式后，結(jié)合堆芯的溫度負反饋系??數(shù)，便可以獲得新時刻的反應(yīng)性ｔｎ＋１時刻反應(yīng)性ｐ（Ｗｉ）。將更新后的核數(shù)據(jù)以及反應(yīng)性??帶回式（３－４）與式（３－５）再進行下次迭代，至?xí)r間結(jié)束時刻停止循環(huán)，完成一次脈沖??爆發(fā)過程的計算。????確定盧、義／、Ｚ、／？、Ｃｐ等＇??確定初始條件??；Ｋ〇）；Ｃ

?真空??圖３．２單個中子隨機歷程示意??圖３．２顯示了蒙特卡洛方法中一個中子射入物質(zhì)后的隨機歷程。首先，根據(jù)中子與??物質(zhì)之間相互作用的物理規(guī)律（分布函數(shù)），以選取隨機數(shù)的方式?jīng)Q定中子在何處與原??子核碰撞，本例中在１處碰撞；隨后再次用抽取隨機數(shù)的方法決定中子與原子核發(fā)生了??哪種反應(yīng)，這里抽出的是非彈性散射反應(yīng)；散射中子的能量和向哪個方向飛行也是用抽??取隨機數(shù)的方法從已知的分布函數(shù)中決定的；碰撞過程中光子是否產(chǎn)生，并且光子的能??量、飛行方向等參數(shù)同樣要通過抽取隨機數(shù)從己知分布中決定，這里產(chǎn)生了一個光子，??在蒙特卡洛程序中該光子暫時被存儲起來，散射后的中子在２處與原子核發(fā)生（ｎ，２ｎ）裂??變反應(yīng)，同時產(chǎn)生兩個新的中子和一個光子，裂變產(chǎn)生的光子和一個中子被存儲起來，??現(xiàn)在開始對另外一個中子進行跟蹤。這個中子在３處被俘獲

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3407087