利用蒙特卡罗方法计算^6LiD中子源的产额与能谱分布

利用6LiD中子源转换靶室将反应堆热中子转换成聚变谱中子 ,可用来进行聚变中子辐照环境下的材料性能研究。应用蒙特卡罗方法模拟聚变谱中子的产生过程 ,从理论上验证了这种中子源的可行性。初步计算表明 :1个热中子作用在6LiD源室外表面将在源室内腔中产生 0 .1314个快中子 ;所产生的快中子具有很好的聚变谱特点 ,能量集中在 13.5～ 15.5MeV之间。

6LiD在HFETR中作为14MeV中子源的研究

在高通量工程试验堆(HFETR)内6LiD转换器中的14 MeV中子通量计算分析模型中,考虑转换器对辐照孔道中子通量的扰动和氚在6LiD中的泄漏,建立热中子转换为14 MeV中子的有效产额计算模型。计算结果表明,6LiD最佳厚度为0.85 mm,转换器中的一个热中子转换为14 MeV中子的有效产额为3.18×10-4。

HFETR ^6LiD转换器内聚变谱中子源强分析

建立了6Li D转换器中14Me V中子源强的计算模型,对转换器不带辐照样品和分别带2、3、4个辐照样品时的中子源强进行了计算,对转换器产生的中子和来自于堆芯的中子在样品内的能谱和中子注量率进行了计算。结果表明,辐照管内充水和氦气时,辐照样品内由转换器产生的能量大于13Me V的中子分别占能量在1Me V以上中子的25.7%、24.6%,辐照样品内由堆芯产生的能量大于13Me V的中子仅占能量在1Me V以上中子的10·5左右,样品内14Me V中子源强分别可达4.31×1013nT·s·1、3.34×1013 nT·s·1;中子注量率分别可达2.66×1010nT·cm·2·s·1、3.53×1010nT·cm·2·s·1。

HFETR^6LiD转换器热工安全分析研究

6LiD转换器在堆内辐照时,样品与转换器包壳会产生热量,因此对转换器的热工安全进行了分析研究,结果表明:将转换器布置在HFETR辐照孔道,转换靶芯体最高温度为83. 55oC,包壳温度在80oC左右,样品中心温度在59oC左右,都在安全限值以下,低于其熔化温度,满足热工安全要求。安全性能分析表明,转换器可以在HFETR内安全运行。

HFETR ^6LiD中子转换器芯体厚度优化研究

介绍了通过在裂变堆中布置6 LiD转换器将热中子转换为14MeV中子的原理,给出了6 LiD转换器结构和材料的选取原则,建立了芯体厚度优化的目标函数。分别计算分析了在水和氦气两种冷却剂情况下,转换器结构、辐照样品数量对6 LiD芯体厚度优化值的影响,给出6 LiD芯体厚度对堆芯性能的影响。结果表明,布置于HFETR辐照孔道中的6 LiD转换器芯体厚度优化设计值为0.7mm。

热中子在~6LiD中转换为14MeV中子的有效产额分析

简述热中子转换为14MeV中子的原理。建立了由一个热中子转换为可利用的14MeV中子的有效产额的计算分析模型。计算出热中子被6Li吸收的概率、氚核T在6LiD中未泄漏的概率;给出了氚核T和氘核D发生聚变反应以及氚核T与6Li发生聚变反应的截面及其14MeV中子的产额随6LiD厚度变化的曲线。结果表明:当6LiD材料的厚度在0～0.5 mm范围内时,14MeV中子的有效产额随6LiD厚度近似直线增大,然后随6LiD厚度缓慢增加逐渐趋于一个稳定值;当6LiD材料的厚度分别为0.7、1.0 mm时,一个热中子转换为14MeV中子的可利用的有效产额分别为3.18×10-4和3.53×10-4。

^6Li中子转换靶14 MeV中子产额的数值计算

为进一步开展^6LiD中子转换器的实验测量研究,本文利用蒙特卡罗方法基于ENDF/B-VⅡ.1库截面数据,建立了一种快速计算^6LiD转换靶内热中子转化为14 MeV高能中子的计算模型。首先,利用蒙特卡罗方法跟踪中子输运过程,确定中子和^6Li反应生成T粒子的能量、位置和发射方向;其次,利用SRIM软件计算了T粒子在输运过程中的线性能量损失;最后,结合截面数据分别计算T+D和T+^6Li反应的高能中子转换效率。利用加权减方差方法,计算得到热中子垂直入射6LiD转换靶情况下产生的高能中子能谱及T+D和T+^6Li反应的高能中子转换效率分别为1.65×10^-4和7.05×10^-5,总转换效率为2.30×10^-4。计算结果与文献结果一致,证明了本文计算模型的正确性。