發(fā)布時(shí)間：2020-12-28 06:26

　　中國聚變工程實(shí)驗(yàn)堆(China Fusion Engineering Test Reactor,CFETR)是目前正在設(shè)計(jì)的全超導(dǎo)托卡馬克實(shí)驗(yàn)堆,主要目的是驗(yàn)證氚自持、等離子體穩(wěn)態(tài)運(yùn)行等關(guān)鍵技術(shù)。包層作為聚變堆的核心部件,承擔(dān)著氚增殖、能量轉(zhuǎn)換、輻射屏蔽等重要作用,因而包層設(shè)計(jì)是聚變堆整體設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。對包層設(shè)計(jì)進(jìn)行中子學(xué)分析,一方面是為了驗(yàn)證包層設(shè)計(jì)的合理性和工程可行性,另一方面是為了確保反應(yīng)堆的安全運(yùn)行以及停堆后的輻照安全。本文以CFETR氦冷陶瓷增殖包層設(shè)計(jì)方案為研究對象,首先根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)行三維中子學(xué)建模,然后從輸運(yùn)和活化兩大方面對CFETR氦冷陶瓷增殖包層方案進(jìn)行全面的中子學(xué)計(jì)算分析。中子輸運(yùn)計(jì)算分析采用蒙特卡羅輸運(yùn)程序MCNP和國際原子能機(jī)構(gòu)發(fā)布的核數(shù)據(jù)庫FENDL2.1,研究內(nèi)容包括氚增殖比、中子壁負(fù)載、中子通量密度、核熱分布、氦氣產(chǎn)生率和原子離位損傷。研究結(jié)果表明,CFETR氦冷陶瓷增殖包層方案具有良好的產(chǎn)氚能力,滿足氚自持要求,同時(shí)具備良好的中子屏蔽性能,中子通量下降規(guī)律符合預(yù)期,此外包層材料在反應(yīng)堆運(yùn)行期間的產(chǎn)氦率和原子離位損傷也在可接受范圍之內(nèi),表明包層材料的抗輻... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 核聚變研究背景
    1.2 聚變堆發(fā)展歷程
    1.3 聚變堆包層研究及中子學(xué)分析
        1.3.1 國內(nèi)外包層介紹
        1.3.2 包層中子學(xué)研究現(xiàn)狀
    1.4 論文研究內(nèi)容和意義
第2章 中子學(xué)理論和計(jì)算方法
    2.1 中子輸運(yùn)理論
    2.2 蒙特卡羅方法
    2.3 蒙特卡羅中子輸運(yùn)程序
        2.3.1 程序簡介
        2.3.2 輸入文件
        2.3.3 核數(shù)據(jù)庫
        2.3.4 常用功能卡
    2.4 中子活化理論
    2.5 中子活化計(jì)算程序
    2.6 本章小結(jié)
第3章 CFETR氦冷陶瓷增殖包層模型
    3.1 CFETR總體介紹
        3.1.1 CFETR設(shè)計(jì)目標(biāo)
        3.1.2 CFETR三維模型
    3.2 包層系統(tǒng)整體布置
    3.3 氦冷陶瓷增殖包層方案介紹
        3.3.1 包層材料選取
        3.3.2 包層設(shè)計(jì)思路
    3.4 氦冷陶瓷增殖包層中子學(xué)模型
    3.5 本章小結(jié)
第4章 CFETR氦冷陶瓷增殖包層中子輸運(yùn)分析
    4.1 中子源分布的數(shù)值模擬
        4.1.1 中子源分布描述
        4.1.2 中子源分布模擬
    4.2 氚增殖比
    4.3 中子壁負(fù)載
    4.4 中子通量密度
    4.5 核熱分布
    4.6 氦氣產(chǎn)生率
    4.7 原子離位損傷
    4.8 本章小結(jié)
第5章 CFETR氦冷陶瓷增殖包層中子活化分析
    5.1 放射性活度
    5.2 衰變余熱
    5.3 停堆劑量率
        5.3.1 傳統(tǒng)計(jì)算方法
        5.3.2 基于網(wǎng)格計(jì)數(shù)的嚴(yán)格兩步法
        5.3.3 結(jié)果分析
    5.4 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Activation and Environmental Aspects of In-Vacuum Vessel Components of CFETR[J]. 張小康,劉松林,祝慶軍,高芳芳,李佳.  Plasma Science and Technology. 2016(11)
[2]深穿透屏蔽計(jì)算中MCNP減方差技巧應(yīng)用及比較[J]. 聶星辰,李佳,趙平輝,祝慶軍,徐坤.  核電子學(xué)與探測技術(shù). 2016(07)
[3]RAFM鋼中氚氦行為的研究進(jìn)展[J]. 何偉波,陳長安,王佳佳,向鑫,帥茂兵.  材料導(dǎo)報(bào). 2015(17)
[4]可控核聚變與國際熱核實(shí)驗(yàn)堆(ITER)計(jì)劃[J]. 馮開明.  中國核電. 2009(03)
[5]中國ITER固態(tài)實(shí)驗(yàn)包層模塊活化特性計(jì)算分析[J]. 韓靜茹,陳義學(xué),馬續(xù)波,楊壽海,R.A.Forrest.  原子能科學(xué)技術(shù). 2009(05)
[6]聚變堆氚增殖層中子學(xué)分析[J]. 伊煒偉,田東風(fēng).  核科學(xué)與工程. 2006(03)
[7]核聚變裝置停機(jī)劑量率分析計(jì)算的嚴(yán)格兩步(R2S)法[J]. 陳義學(xué),吳宜燦,Fischer U.  核技術(shù). 2003(10)
[8]國際評價(jià)中子核數(shù)據(jù)庫[J]. 劉廷進(jìn).  原子核物理評論. 2001(03)
[9]國際原子能機(jī)構(gòu)將建立國際聚變堆專用評價(jià)核數(shù)據(jù)庫[J]. 劉成安.  高技術(shù)通訊. 1994(01)

博士論文
[1]中子光子輸運(yùn)物理過程蒙特卡羅處理方法研究[D]. 孫光耀.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015

碩士論文
[1]熔鹽包層的設(shè)計(jì)與中子學(xué)計(jì)算分析[D]. 尹苗.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
[2]CFETR氚增殖包層初步活化計(jì)算分析[D]. 蔣帥.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
[3]基于蒙特卡羅的醫(yī)用直線加速器治療室劑量分布研究[D]. 徐洋洋.東華理工大學(xué) 2016
[4]中國HCCB TBM模塊退役分析[D]. 繆鵬.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015
[5]中國聚變工程實(shí)驗(yàn)堆水冷固態(tài)包層中子學(xué)與活化初步研究[D]. 田英男.華北電力大學(xué) 2014
[6]聚變堆材料輻照損傷數(shù)值模擬初步研究[D]. 鄒俊.合肥工業(yè)大學(xué) 2007
[7]我國內(nèi)陸核電站建設(shè)的關(guān)鍵性問題研究[D]. 譚德明.南華大學(xué) 2007



本文編號：2943285