数字式Rossi-α测量系统

介绍了用于测量反应堆瞬发中子衰减常数的Rossi-α测量方法。我们引入计算机和编程技术设计了数字式Rossi-α测量系统,并对其组成结构、数据采集以及处理方法作了详细说明。

启明星Ⅱ号双堆芯零功率装置

启明星Ⅱ号是针对我国新型先进核能系统基础性研发及工程化设计验证而研制的双堆芯零功率装置。启明星Ⅱ号拥有两个堆芯,水堆堆芯侧重于开展热中子能谱环境下的原理性验证实验研究,铅堆堆芯侧重于重金属冷却的快中子反应堆及加速器驱动的次临界系统(ADS)等先进核能系统的中子物理特性实验研究。启明星Ⅱ号通过一套仪控系统实现了两个堆芯的集成化控制和测量数据采集,每个堆芯均配备了多套非能动安全停堆系统,固有安全性强。在启明星Ⅱ号上获取了多种堆芯的基准性临界实验数据,可为我国轻水堆的技术创新、重金属冷却反应堆工程化设计及新型核能系统的集成研发提供支持。

跳源法测量ADS启明星Ⅱ号的次临界度及动态特性

本文主要利用^(252)Cf外中子源驱动的ADS启明星Ⅱ号次临界装置来验证理论计算的次临界度及不同次临界度下的断束动态特性。简要介绍了利用跳源法在ADS启明星Ⅱ号上测量次临界度的原理、实验装置、测量系统、堆芯布置及实验结果等。实验通过变化堆芯燃料棒的装载来模拟3个次临界状态,即keff分别为0.99、0.98和0.97。实验结果与理论计算结果符合较好,验证了理论计算的正确性。经过实验验证的理论计算程序和核数据,为将来的中国科学院战略性先导科技专项——未来先进核裂变能ADS嬗变系统的次临界反应堆设计提供参考价值。

跳源法在启明星1#次临界装置中的应用

简要介绍了跳源法在启明星1#次临界装置上测量次临界度的原理、外源驱动的次临界中子学实验装置、堆芯布置及中子源驱动系统。主要研究了中子源在堆芯轴向中心位置、不同装载情况下的反应性变化,并给出不同的有效倍增系数keff。实验测量结果与理论计算结果进行了比较,结果符合较好。

启明星Ⅱ号安全控制部件的实验验证

启明星Ⅱ号零功率装置(启明星Ⅱ号)所设计的安全控制部件有安全棒和调节棒,这些控制部件是反应堆安全运行的关键。本文采用逆动态反应性计测量的方法对所选定的控制部件的反应性价值进行了实验测量,并与理论计算结果进行了比较。结果表明,安全控制部件的反应性价值的实验测量结果与理论计算结果的相对偏差为4.46%,二者吻合较好。安全棒系统经力学分析评定,结果表明不会出现卡棒现象,能实现快速停闭反应堆的目的。安全棒系统、调节棒系统的机械性能经堆上反复实验验证,各系统性能稳定可靠,重复性好。

一种测量缓发中子有效份额β_(eff)的方法

本工作通过实验与理论计算相结合,给出了测定缓发中子有效份额βeff的新方法。用实验方法确定反应堆临界状态,并测量次临界状态时以βeff为单位的次临界反应性,应用理论程序计算临界时的中子有效增殖因数keff,确定keff的计算偏差,然后理论计算次临界状态下的keff,并用确定keff的计算偏差对次临界状态下计算的keff进行修正,给出次临界状态的反应性。将实验测量结果与理论计算结果相比较,从而给出βeff。这种方法由于是实验确定的反应堆状态,因此,按实验结果计算的keff与理论描述反应堆状态的计算模型关系不大。分析表明,βeff测量结果的精度高于以往测量方法的精度。

核临界安全中子吸收体干涉效应实验研究

简要阐述了干涉效应的原理、铀溶液实验装置的临界测量实验,研究了多组固体中子吸收体在装置容器中的不同位置、不同铀溶液浓度、不同组合情况下的吸收效率,并给出干涉效应。测量结果表明,偏心对称布置的干涉效应为正,偏心非对称布置的干涉效应为负。同时,利用蒙特卡罗程序分别对固体中子吸收体不同布置和组合情况下的中子吸收效率进行了计算分析。计算结果表明,实验测量与理论计算的干涉效应大小、正负的变化趋势相互一致,这表明,利用蒙特卡罗程序计算分析铀溶液系统的中子吸收体的干涉效应是适宜的。

启明星1#次临界装置内不同位置探测器的中子计数率变化

在启明星1#次临界装置上进行了次临界外推实验,外中子源分别采用Am-Be中子源和252Cf中子源,放置在启明星1#次临界装置中心,中子探测器放置在次临界装置内不同位置,研究相对中子计数率的变化。实验测量结果表明:在启明星1#次临界装置不同位置的探测器测量得到的中子计数率变化不同,但对外推结果影响不大。

铀棒栅临界实验装置水堆安全棒系统结构设计及实验验证

为满足核安全法规的要求和铀棒栅临界实验装置水堆紧急停堆的需要,设计了8根镉棒并排组成的安全棒,采用电磁铁断电以实现快速下落,达到紧急停堆的目的。经实验验证,该系统性能稳定可靠、重复性好,安全棒价值为1.125×10^(-2)Δk/k,快速下落时间为(0.363±0.002)s,满足核安全法规的要求,为铀棒栅临界实验装置水堆的安全运行提供了保障。

启明星Ⅱ号零功率装置铅堆堆芯首次物理启动

启明星Ⅱ号铅堆堆芯的首次物理启动旨在完成国内首座铅冷快堆零功率装置的装料与达临界,掌握堆芯安全特性。考虑铅堆堆芯使用两种燃料元件,临界元件数量较大,不同区域的中子能谱与燃料元件价值差异大的特点,首次物理启动对启动中子源与中子计数探测器进行了选取与验证,评价了模拟元件对中子的散射与吸收的影响,制定了分区外推的装料方案。按照装料方案,铅堆堆芯完成了装料,安全实现了首次临界,测量了模拟元件、燃料元件、安全棒和调节棒反应性。本文工作为后续实验运行提供了重要的实验参数与临界装载方案。

ADS“启明星1号”中子通量密度时空特性实验研究

分析了ADS次临界实验装置"启明星1号"的次临界中子学特性;阐述了通过实验方法对"启明星1号"的瞬发中子通量密度时空特性进行研究的必要性;介绍了实验方法——脉冲中子源法与具体的实验方案;完成了实验数据处理,得到了一些有意义的结果,为下阶段研究奠定了基础。

准宏观中子噪声测量分析系统的开发

基于LabVIEW平台开发了反应堆准宏观中子噪声测量分析系统。布置在次临界反应堆附近的3He计数管输出的中子脉冲信号,经过若干仪器模块和PCI-6602数据采集卡,送入计算机,通过频谱分析可以得出次临界反应堆的瞬发中子衰减常数。该系统已经过实验的验证。

启明星Ⅱ号双堆芯零功率实验装置仪控系统设计

启明星Ⅱ号双堆芯零功率实验装置是重金属冷却反应堆工程化设计及新型核能系统集成研发的综合性实验平台,包含水堆和铅堆两个堆芯。基于该装置的特点设计了启明星Ⅱ号双堆芯零功率实验装置仪控系统,对水堆和铅堆两个堆芯的运行实施监测、控制和保护功能。本文介绍了该仪控系统的组成及功能。

小型反应堆数字化核测系统样机研制

研制了一套小型反应堆数字化核测系统,通过采用当前先进的微弱信号检测技术和数字信号处理技术,并重点在核测量精度与安全可靠性方面进行设计,完成了系统样机的研制与测试工作。

反应堆动态核测信号模拟器的研制

研制了反应堆动态核测信号模拟器,用于核测系统调试和程序算法的验证。核测信号模拟器可仿照核探测器输出μV级脉冲信号和低至1pA的微弱电流信号,模拟反应堆从物理启动阶段到满功率运行阶段的状态。数据信号生成算法由点堆理论推导而来,并进行随机数生成处理,更加真实地模拟核测信号与工况。

脉冲中子源法测量铅基零功率反应堆Venus-Ⅱ次临界度

本文利用脉冲中子源法测量了铅基零功率反应堆Venus-Ⅱ在4种燃料棒装载情况下的次临界度,简要介绍了脉冲中子源法测量次临界度的原理、测量系统及实验结果等,通过面积比法分析了各探测器的计数率时间谱,确定了系统次临界度。测量结果表明,当系统有效增殖因数在0.94附近时,不同位置处的探测器测量结果之间呈明显差异。基于MCNP理论模拟计算,分别用空间修正因子和普适的微扰法对面积比测量结果进行必要修正,消除了空间效应对实验结果的影响。在系统有效增殖因数约0.94时,经修正的面积比法能精确给出系统的次临界度。本实验研究为ADS嬗变系统的次临界度精确测量提供了一种有效方法。