瞬发中子衰减常数测量模拟程序

为研究瞬发中子衰变常数α的实验方法和改进相关测量技术,在中子输运程序的基础上,开发了α测量的模拟程序。可以模拟中子输运和α测量的全过程,利用该程序对球形金属装置的测量全过程进行了模拟,模拟结果均与设定的值一致。该程序实现了Rossi-α法的A/C值的计算和Feynman法测量过程模拟,从而弥补了普通中子输运程序的不足。

临界基准实验相似度和不相似度测度在应用中的比较

临界基准实验是核设计验证、临界安全评价、中子输运程序验证、核数据宏观检验的重要基础。在核设计验证等应用中,一般根据待验证对象的特点针对性地选择临界基准实验。随着灵敏度&不确定度分析方法的发展,可以根据灵敏度向量的相似程度选择适用于特定应用的临界基准实验。国际上提出了数个相似度&不相似度测度,但当前在具体应用中没有明确选择相似度或不相似度测度的标准。本文在假想算例中以及实际应用中比较这些相似度&不相似度测度的表现。结果表明:在选择相似度或不相似度测度时,对于不使用协方差矩阵作为权重的测度,推荐使用欧几里得距离;对于使用协方差矩阵作为权重的测度,推荐使用协方差矩阵作为权重的欧几里得距离。对于检验核数据引入的设计偏差等应用场景,建议使用以协方差矩阵作为权重的欧几里得距离测度临界实验之间的相似程度。

^(252)Cf随机脉冲源法测量深次临界瞬发中子衰减常数

运用^(252)Cf随机脉冲源法时幅变换(TAC)方式测量系统,实验获得高浓缩铀椭球壳核系统的瞬发中子衰减常数α。采用单指数和双指数最小二乘法拟合,α值均为100μs^(-1)。用蒙特卡罗方法模拟实验过程,α计算值为110μs^(-1)。结果表明,该系统对深次临界α的测量是有效的。

飞行时间效应对含氢系统瞬发中子衰减常数测量的影响

为实验获取含氢介质核系统的瞬发中子衰减常数,对中子飞行时间效应的影响进行了数值计算,并设计实验来验证分析结论。结果表明,当中子的飞行时间效应显著时,测量结果的准确性将受到影响;对热中子灵敏的6Li玻璃探测器,通过减小探测距离和屏蔽低能中子可降低中子飞行时间效应的影响。

中子能谱对瞬发中子衰减测量的影响

为了考察泄漏中子能谱及中子飞行时间对瞬发中子衰减曲线测量结果的影响,运用MCNP-4C程序计算了一个聚乙烯反射金属钚系统的瞬发中子在系统内、外不同距离的衰减曲线。计算结果表明,由于泄漏中子的能量不同,其飞行时间不同,因此,测量的衰减曲线相对堆内的瞬发中子衰减曲线的衰减速度变慢,且随着飞行距离的增加,变慢的程度增大。如果不同能量的泄漏中子的飞行时间差与核系统瞬发中子衰减时间接近,则泄漏中子衰减曲线的衰减指数不能用来表征核系统的瞬发中子衰减常数。

柱形金属铀次临界系统瞬发中子衰减常数测量

次临界核系统的瞬发中子衰减常数α与反应性有着重要联系。采用252 Cf随机脉冲源法测量了一柱形金属次临界系统的瞬发中子衰减常数。为对源中子的影响进行分析,借助蒙特卡罗模拟方法建立模型进行了模拟,对源直穿中子和核系统瞬发中子时间分布特性进行了比较,分析了源中子对瞬发中子衰减曲线的影响。模拟结果表明,对该柱形金属铀系统,源中子注入100ns后源直穿中子对核系统瞬发中子的影响可忽略。根据分析结果选取了合理起始道,对实验数据进行单指数最小二乘拟合,得到该次临界系统的α为15.5μs-1。

^(252)Cf快电离室在核物理参数测量研究中的应用

介绍了252Cf快电离室的基本原理和技术水平,描述了它在飞行时间测量、探测器效率标定、瞬发中子衰减常数测量以及252Cf源驱动噪声分析技术等核物理参数测量研究中的应用。

计数率测量仪死时间的确定方法

采用反应堆不同的运行功率和缓发中子不同时刻的衰减作为模拟源,测量出两套计数率测量仪的死时间分别为3.65和5.18μs,并提出利用反应堆的功率周期上升测量计数率测量仪死时间的方法。

10~6量级^(252)Cf自发裂变中子源用屏蔽操作柜设计

描述了106量级252Cf自发裂变中子源用屏蔽操作柜的研制情况。介绍了该屏蔽操作柜的设计原则、设计考虑、屏蔽计算和屏蔽材料的选择。并用小强度源实际测量屏蔽操作柜性能。研制的屏蔽操作柜材料从外到内为不锈钢外壳(2mm)、聚乙烯(150mm)、不锈钢内壁(20mm)。在操作者操作位置处中子屏蔽达到9倍,γ屏蔽达到近3倍。结果表明该屏蔽操作柜能满足操作人员实际操作需要和所受剂量限值要求。

时幅变换方式的^(252)Cf随机脉冲源系统数据处理

数据处理过程是应用252Cf随机脉冲源系统测量获得瞬发中子衰减常数的重要环节。通过对模拟数据和实验结果的分析比较,认为应该使用单指数最小二乘法拟合数据。拟合起始道应避开高次项衰减影响,且必需有足够的统计计数。

裂变链初期增长过程的统计涨落现象研究

利用超临界系统达到临界后t时刻中子密度n的概率分布P(n,t)与系统内的中子源强度的关系,结合从第1个持续裂变链开始到系统的中子密度达到定值的时间分布,得到从系统达到临界开始到系统的中子密度达到定值的时间分布,并与Godiva的功率增长过程和BARS的脉冲提前引发概率的实验结果进行了比较,相互符合较好。该研究结果可用于脉冲堆安全分析、临界安全研究和反应堆启动程序制定等。

墙壁反射中子对脉冲堆波形的影响

墙壁的反射中子会对快脉冲堆的波形产生明显的影响.堆芯中子泄漏后,经过墙壁的反射有一定的概率返回堆芯,由于能量的差异,泄漏中子的返回时间是一个连续的分布.传统的双区模型只考虑了相互作用概率,而没有时间信息,尽管可以很好地解决稳态问题,而无法解决瞬态问题.本文采用等效的方法,把泄漏中子等效为时间相关的堆芯本征源,建立了含有反射效应的时间关联双区模型.求解得到的脉冲波形与CFBR-Ⅱ的实验结果一致,从而合理解释了脉冲波形后沿衰减变慢和坪功率提高的实验现象.

基于反应性温度系数的金属型脉冲堆波形计算

金属型脉冲堆的反应性反馈效应主要由热膨胀引起,本文在反应性温度系数的基础上建立了波形计算方法,该方法由蒙特卡罗中子输运程序、热力学计算程序和点堆方程3部分组成。首先由三维中子输运程序和热力学计算程序计算出热功率和反应性的耦合关系,然后将耦合关系代入点堆方程,即可求解出波形。采用该方法计算了Lady Godiva的波形,计算结果与LANL的实验结果一致。

近临界系统中子倍增时间行为的实验测量

为确定近临界系统内中子倍增因子随时间的变化与系统的反应性的关系,为反应堆启动提供参考,实验测量了中心中子在1个快中子临界装置3个次临界状态的中子倍增的时间行为,在反应性ρ=-2.27×10-3和-4.79×10-4的两个次临界状态下,阶跃加入反应性,分别等待180和450s后,中子密度(正比于中子倍增因子)才达到稳定值。与单群缓发中子假设计算的变化曲线比较表明,实验测量的中子倍增因子的变化比理论预估的变化快。即使如此,在反应堆启动中,仍需考虑中子倍增的延迟,以便推算正确的反应性。

快中子辐照^(232)ThO_2样品生成^(233)U的产生率及^(232)Th俘获反应平均截面的测量

使用快中子辐照ThO2样品,测量233Pa的特征γ射线得到232Th发生俘获反应后233U产生率及俘获反应平均截面,利用ENDFB-VII.1、CENDL-3.1、JENDL-4.0、BROND2.2数据库截面数据算得232Th俘获反应平均截面,并与实验结果进行了比较。入射快中子注量为2.99×1013 cm-2时,233U产生率为4.01×10-12,相对标准不确定度为6.1%。232Th俘获平均反应截面为134.3 mb,相对标准不确定度为12.4%,由CENDL-3.1计算的俘获反应平均截面相比实验结果小18.5%。

平板型微^(252)Cf源在核物理实验中的应用

简要叙述了平板型微252Cf源在中子物理、抗核加固以及核泵浦激光实验中的应用情况,着重介绍了实验装置中真空室的设计特点以及与各种实验相应的测试系统。

^(252)Cf随机脉冲源方法测量球形钚系统瞬发中子衰减常数

252 Cf随机脉冲源方法由早期的重复脉冲源方法演变而来,是测量核系统瞬发中子衰减常数α的有效方法。采用该方法测量了钚球装配31mm、29mm厚钢反射层核系统的α,在有效信号和噪声的比例为1∶1的情况下,得到的瞬发中子衰减谱信噪比为7∶1,最小二乘拟合结果依次为2.25μs-1和3.00μs-1,拟合误差为±0.02μs-1。与Rossi-α方法的测量结果进行了比较,两种测量方法的结果差异小于1.3%。

国内细胞辐射效应研究进展

简要介绍了国内近10年来在细胞辐照效应方面取得的进展,包括辐射源、检测技术和损伤机理等,也提出了在该学科当前的研究热点和普遍感兴趣的方向,认为加强各学科的合作,深入损伤机理的研究是当前的重点。

微扰法计算金属型脉冲堆的温度系数

采用蒙特卡罗中子输运程序计算小块燃料对金属型脉冲堆反应性的微扰系数,以质量逐渐减少的方式逐步逼近到线性范围内,获得满足一阶微扰近似条件的质量变化范围,逐点计算了微扰系数函数。然后采用ANSYS有限元程序计算了不同温度下的热膨胀,获得了膨胀后的位移分布。由微扰系数函数和位移分布获得了不同温度下的反应性,建立了基于微扰法的脉冲堆温度系数计算方法。计算得到了球形和柱形装置在脉冲状态和稳态的反应性温度系数。

^(252)Cf源驱动噪声分析法测量α初步研究

在一球形浓缩铀临界装置上,采用252 Cf源驱动噪声分析方法对其次缓发临界状态下的α进行测量,在频域内分析数据得到α。对比频域内的两种数据处理方式(功率谱实虚部相除方法和功率谱取模直接拟合方法),用互功率谱密度函数实虚部相除方法得到在-0.1＄情况下,脉冲堆的α为0.58μs-1,与Rossi-α方法的结果相吻合。