应用屏栅电离室测量^(16)O(n,α)^(13)C反应的模拟研究

基于Geant4建立了一套利用屏栅电离室测量^(16)O(n,α)^(13)C反应的模拟方法,能预测不同入射中子能量、不同屏栅电离室结构、不同工作气体和样品参数等实验条件下屏栅电离室测量到的阴极-阳极幅度2维谱。为了验证该模拟方法的可靠性,在北京大学4.5 MV静电加速器上开展了实验,实验所用的中子能量为5.06 MeV,工作气体为0.3 MPa的Ar与体积分数为3.45%CO 2组成的混合气体(其中的氧作为待测样品)。实验测得了屏栅电离室的阴极阳极幅度2维谱,且模拟与实验结果吻合较好。基于此模拟方法提出了一套实验条件的优化方案,可为下一步在宽能区精确测量^(16)O(n,α)^(13)C反应截面提供参考。

离子团簇YSi_(n)^(±)(n=7-16)的几何结构和电子性质的相对论密度泛函研究

运用广义梯度近似的相对论密度泛函理论方法对YSi_(n)^(±)(n=7-16)离子团簇的几何结构、稳定性和电子特性进行了系统地数值模拟研究.与中性YSi_(n)团簇比较可得到以下结论:除YSi 10+和YSi 13+阳离子团簇外,YSi_(n)^(±)团簇基本都保持了中性YSi_(n)团簇的结构框架,这与垂直和绝热电离能的结果本质上是一致的;大多数离子团簇的原子平均束缚能都相对中性团簇有明显增大,表明离子团簇的结构稳定性都有增强,其中阳离子团簇YSi_(n)+(n=8,11和14)和阴离子团簇YSi_(n)-(n=9,12和14)比其相邻团簇的稳定性更强.电荷布居分析表明所有团簇中Y原子的HC电荷都在n=15处由正值变为负值,即当Y原子从Si_(n)框架表面位点落入硅笼中形成内嵌结构团簇时,电荷转移方向发生反转.阴离子团簇中电荷转移量普遍减小,而阳离子团簇中普遍增大.HOMO-LUMO能隙结果表明离子团簇比其中性团簇的化学稳定性更强.

探测器对蒸汽管道内^(16)N的探测效率因子计算

在16N监测系统中,确定γ探测器对主蒸汽管道内16N的探测效率因子是一项关键技术,目前仅限于用蒙特卡罗方法模拟计算得到.建立了新的简化模型,使算法易于实现,计算结果也较好地与文献资料吻合,而且大大缩短了计算时间.

氟盐冷却高温堆主冷却剂系统^(16)N源项分析

基于SCALE6.1程序包中的三维蒙特卡罗输运程序KENO-Ⅵ对氟盐冷却高温堆(FHR)堆芯中子能谱进行计算,利用Mathematica程序建立了16 N源项在主冷却剂系统内的流动模型,对FHR的主冷却剂系统16 N源项进行定量分析,对不同流速情况下主冷却剂系统不同区域16 N源强分布进行研究。结果表明:当冷却剂体积流量大于4.15×102 cm3·s-1、小于4.15×106 cm3·s-1时,流动效应对主冷却剂系统内16 N源项浓度分布影响显著,在FHR的设计基准流量(4.15×104 cm3·s-1)情况下,堆芯中16 N源项占总16 N源项的76.98%,上腔室为18.89%,其余区域放射性活度占16 N总量的4.13%。所建立分析方法及结论可为FHR的工程设计、辐射防护设计及源项的精确分析等提供参考。

基于输运计算方法的压水堆冷却剂^(16)N和^(17)N活化源项计算研究

采用二维离散纵标输运程序DORT及ENDF/BVI库计算压水堆压力容器内中子注量率分布,用自行研制的活化源项计算程序计算冷却剂16N和17N源项,并验证堆芯径向与轴向功率分布对计算结果的影响。对核电厂例题的敏感性计算对比分析结果表明,采用低泄漏或高泄漏堆芯装载方式的压水堆冷却剂16N和17N活化源项结果偏差很小。

^14N2^16O 2000-0000跃迁带高温线强度的理论计算

利用计算所得配分函数和文献中实验振动跃迁矩平方及Herman-Wallis因子系数,计算了氧化亚氮2000—0000跃迁带在常温和高温下的线强度。结果显示,在常温下,计算所得线强度与实验值和HITRAN数据库的值吻合很好;当温度高达3 000 K时,计算所得线强度与HITRAN数据库提供的结果仍符合较好。表明高温下的分子配分函数和线强度计算是可靠的,从而进一步报道了氧化亚氮2000—0000跃迁带在更高温度4 000 K和5 000 K的线强度及模拟光谱。

蒸汽发生器二次侧^(16)N传输时间分析

蒸汽发生器的传热管泄漏可以通过安装在主蒸汽管道上的16N监测仪发现,该系统确定泄漏率的一个重要参数是16N核素在蒸汽发生器二次侧的传输时间。采用RELAP5程序及自编程序两种方法,对百万千瓦级M310型机组55/19B型蒸汽发生器二次侧16N传输时间进行了计算,两种方法的计算结果基本一致,相互验证,不仅为传热管泄漏探测提供重要参数,而且也为蒸汽发生器传热管检修提供可靠依据。

基于三维输运方法的压水堆主冷却剂^(16)N源项计算分析

在反应堆功率运行期间,一回路冷却剂水中的^(16)O受高能中子照射,活化生成^(16)N。^(16)N衰变会释放出高能γ射线,是反应堆内冷却剂系统放射性的主要来源。对一回路冷却剂中^(16)N源项进行计算可为反应堆屏蔽设计提供依据。^(16)N活度浓度及其在一回路中的分布是安全审评中的关键参数。为了精确计算^(16)N源项,本文首先使用JSNT程序计算了堆芯及其相邻区域的高能快中子注量率分布,然后考虑冷却剂在反应堆压力容器内的流动和照射情况,以及其在一回路中的流动和衰变情况,编制了^(16)N源项计算程序,在计算过程中考虑了快中子注量率的三维分布。以某三代压水堆核电厂为例计算了^(16)N源项在一回路中的分布。计算结果表明,使用三维中子注量率分布可以得到更精细的^(16)N源项分布;上下腔室内中子注量率对一回路中^(16)N源项分布影响很小,可以不予考虑。

利用反应堆^(16)N γ噪声监测一回路冷却剂流量

本文介绍了利用反应堆^(16)N γ噪声监测一回路冷却剂流量的原理及方法,报告了在高通量工程试验反应堆(HFETR)上的试验及研究结果。

极高温度下^(15)N(p,α)^(12)C与 ^(15)N(p,γ)^(16)O两反应道分支比的计算

作者计算了在不同温度(非共振情况)下,15N(p,α)12C与15N(p,γ)16O两反应道的分支比.在(2～3)×107K温度范围内,其分支比值R约为6.827×102.作者认为,表明在CNO循环中,核反应15N(p,γ)16O可以忽略,并直接影响13N,15O,17F和18F太阳中微子的流量.

百万千瓦级核电厂^(16)N监测仪系统验证和确认

为保证百万千瓦级核电厂^(16)N监测仪系统中软件的可靠性和安全性,引入了验证和确认(V&V)技术。本文阐述了^(16)N监测仪的开发过程中是如何建立V&V组织和体系,高质量地执行V&V活动,研究了执行V&V活动新的方法和工具,评估了V&V活动的质量,可为其他1E级设备的V&V活动提供指导和参考。

核电站蒸汽发生器传热管泄漏监测^(16)N传输过程分析

氮-16监测系统中,确定16N传输时间是一项关键技术,目前仅限于用理论方法求解.以55/19型蒸汽发生器为例,通过对其结构以及热工水力特性的分析,研究了蒸汽发生器传热管泄漏后一回路中16N核素进入二回路后的传输过程,并简要给出了求解方法,可作为求解蒸汽发生器传热管泄漏监测16N传输时间的基础.

^15N2^16O在1650-3450 cm-1的高分辨红外光谱

采用傅里叶变换红外光谱仪记录了富含^15N2^16O同位素的一氧化二氮样品在1650-3450 cm-1波段的高分辨振转光谱，得到了该同位素分子超过7300吸收谱线位置的实验值，经分析实验精确度好于5．0×10^-4cm-1．基于有效哈密顿量模型预测和带带转动分析，确定了所有吸收线的归属；获得了29个新吸收带的振转光谱参数，并优化了其他44个吸收带的光谱参数值．并且发现有效哈密顿量模型计算值与吸收谱线位置的实验值最大偏差高达0．7cm-1。

台山EPR核电厂一回路^(16)N比活度校核

16N是压水堆核电厂正常运行辐射屏蔽考虑的主要放射性核素之一。本文根据16N核子个数守恒,考虑辐照生成和衰变消耗,推导得到16N比活度计算模型,并通过校核台山核电厂1、2号机组初步安全分析报告中的16N比活度验证了计算模型的正确性。堆芯及下降段的快中子注量率,快中子能谱内的16O(n,p)16N反应微观截面平均值和一回路冷却剂回路各段流动时间是16N比活度计算的重要物理变量和参数。

压水堆核岛系统^(16)N源项计算分析

反应堆内的快中子与一回路冷却剂水中的16O发生俘获反应会产生放射性核素16N。16N是压水堆核电厂核岛系统设计中需要重点考虑的辐射源项。文章在分析了大亚湾和台山核电站16N源项计算不足的基础上,提出一套精确计算堆芯多群中子通量和细致模拟冷却剂在堆内外流动过程的计算方法,保障了相关核岛系统设计和设备间屏蔽设计的正确性。

核电厂主蒸汽^(16)N监测用于蒸汽发生器泄漏率测量的研究

文章介绍了CPR1000、AP1000和EPR核电厂广泛采用的法国新型16N监测设备的组成和技术特点,通过实例描述了16N探测器可用性放射源检查试验。对16N监测的量化计算方法进行了分析和研究,根据国内外已有研究成果,推导出了量化计算公式。介绍了红沿河核电站某机组的蒸汽发生器泄漏率16N监测计算系数和应用实例。

^(16)N辐射监测仪研制方案

核电站蒸汽发生器泄漏连续监测通道,又称为^(16)N辐射监测仪,主要用于测定压水堆核电站蒸汽发生器U型管破损所致一回路水向二回路侧的泄漏率,是关系到压水堆核电站安全和经济运行的一个重要监测通道。迄今,我国境内在役和正在建设的压水堆核电站所安装的^(16)N辐射监测仪基本是从法国进口,而国内能够生产制造^(16)N辐射监测仪的厂家却很少。论文提出了一个^(16)N辐射监测仪的研制方案,并介绍了其工作原理和系统组成。

核电厂16N监测系统故障分析与处理

本文介绍了国内6座核电厂16N监测设备的使用和故障情况。SGLM201是压水堆核电厂监测16N的重要设备,设备是否能稳定运行直接关系到反应堆的工作情况。文中介绍了 6座核电厂SGLM201的安装情况,总结了近几年SGLM201的故障情况和故障类型。对故障率最高的两种情况数据异常闪发高计数、参考峰故障形成的原因进行了详细分析,并根据现场试验,总结出解决方案。在方案实施后经过长期观察和测试,虽然有些故障还反复出现,但故障率相比于之前降低了约50%。

高通量堆16N在线监测仪MC模拟研究

本文提出一种基于NaI(Tl)探测器与BGO探测器进行反符合测量16Nγ散射能谱,以实现对高通量工程试验堆一次水16N比活度在线监测的方案。采用MCNP5程序与GEANT4工具包对16N监测仪测量装置的屏蔽体、过滤器与BGO晶体尺寸优化及16N散射谱测量进行蒙特卡罗模拟,并选择实验测量137Csγ源散射谱进行对比验证。模拟分析表明:在选择合适厚度的铅屏蔽体、锡过滤器以及BGO厚度下可以提高16Nγ谱峰康比。