基于评价核数据库的燃耗数据库制作及验证

核反应堆燃料组成及辐照特性分析对于反应堆设计、取证、安全分析及退役具有重要的支撑作用。精细的燃耗、活化及源项分析需要数据库提供包括衰变常量、衰变反应分支比、衰变辐射谱、衰变能、中子反应截面、裂变产物产额等关键参数。本文基于评价核数据库,包括ENDF/B-Ⅷ.0、ENDF/B-Ⅶ.1、JEFF-3.3和JENDL-5等,开展精细燃耗数据库加工方法研究。使用自主研发的数据库制作程序ALG(Automatic Library Generator),制作了基于HDF5格式的燃耗核数据库,同时分析了不同数据库中关键核素的关键参数的差异。基于最新制作的数据库,反应堆蒙特卡罗程序RMC中的点燃耗子程序DEPTH的数据库得到了显著提升,包括新增衰变辐射谱、能量依赖的裂变产物产额以及细群中子反应截面参数,为开展更精细的核燃料循环研究奠定了基础。

利用H_(2)O_(2)发泡和碳化养护改善RMFC的固碳、力学和保温隔热性能

开发新型低碳胶凝材料替代高能耗高碳排放的硅酸盐水泥是水泥与建筑行业碳减排的重要途径之一。通过H_(2)O_(2)发泡和CO_(2)养护活性氧化镁水泥(Reactive magnesium oxide cements,RMC),制备了一种可快速大量固碳且具有保温隔热性能的活性氧化镁泡沫混凝土(Reactive magnesium oxide foam concrete,RMFC),并研究得到了各因素对材料发泡、固碳、力学及隔热性能的影响规律及作用机理。考察了水灰比、H_(2)O_(2)掺量和H_(2)O_(2)预热温度对RMC浆体发泡效果的影响规律;研究了孔隙率、养护条件和碳化时间对RMFC碳化行为的作用效果;分析了孔隙率、养护条件与碳化时间对RMFC力学性能和保温隔热性能的作用机理。研究表明:通过适当提高水灰比延长RMC浆体初凝时间、预热H_(2)O_(2)提高其分解速率,可制备得到孔隙率较高的RMFC;提高孔隙率、增加CO_(2)浓度和降低碳化温度可显著提升固碳率,碳化温度不同还导致碳化产物有所不同;降低孔隙率或提高碳化水平可得到强度较高但导热系数较大的RMFC;试验中制备得到了容重635~1335 kg/m^(3)、抗压强度3.75~9.1 MPa,导热系数0.32~0.49 W/(m·K)的RMFC。本工作提出的RMFC制备方法具有显著的固碳效果,试验中每吨RMC固定CO_(2)的最大值为0.42 t,以其替代硅酸盐水泥泡沫混凝土可助力水泥与建筑行业实现“碳达峰、碳中和”。

RMC程序临界安全基准校验分析

本文从临界安全基准实验国际评价数据库中,选取包含高富集度铀、低富集度铀、铀钚、钚和233U共5类易裂变材料的临界基准实验系统,对RMC程序进行临界安全基准校验分析。计算结果表明,RMC程序计算值与实验值吻合良好,在所选实验方案中95.8%的基准实验方案计算偏差在3倍不确定度以内,对剩余4.2%的实验方案,RMC的计算结果也与国际通用蒙特卡罗计算程序具有很好的一致性。本文研究验证了RMC程序对于各类核临界系统的临界计算均具有很好的计算精度,为RMC用于工程的临界安全分析计算提供了可靠的实验验证。

实时监控系统中的多维数据库技术

大型实时监控系统ＲＭＣＳ是电力、通信、石油、水利等现代化工业管理的一个重要技术手段，正处于发展阶段。本文提出了在ＲＭＣＳ中结合使用通用数据库管理系统的多维数据库技术和方法，以解决监控数据种类多、数量大的作为历史数据的有效管理和使用问题，在多种实际系统中应用，取得了好的效果。

Hadoop架构下原生Hbase、Hive、Lealone、Phoenix等各操作组件的比较

通过对比性研究测试,获得在Hadoop架构下,基于HBASE的各操作组件Hive,Lealone,Phoenix等在处理百万级设备接入、数亿条数据时的功能、性能参数以及稳定性情况,从而让中小企业使用者在物联网时代,针对不同应用场景和需要处理的数据量,以及所关心的性能指标来选择相应的技术。

堆用蒙特卡罗程序RMC的全堆计算研究

使用清华大学的"探索100"高性能并行计算机,基于美国核能署数据中心的连续能量全堆基准计算模型和法国电力集团的多群全堆基准计算模型,就通用蒙特卡罗程序(MCNP)全堆大规模并行计算开展了研究。针对堆用蒙特卡罗程序(RMC)与MCNP的全堆计算性能进行系统的比较研究。结果表明,MCNP在并行模式和计数器性能等方面均有不足,这些不足严重影响MCNP在反应堆全堆计算上的效率。而RMC在这些问题上取得了较大的改善,能够适用于反应堆全堆精细功率密度计算。因而,在反应堆全堆计算性能上,RMC优于MCNP。

FCM燃料压水堆弥散可燃毒物中子学分析

为将全陶瓷微胶囊封装(FCM)燃料应用于小型压水堆,对FCM燃料组件开展了可燃毒物中子学设计与分析。通过寿期初引入负反应性、寿期内消耗速率和寿期末残留3个方面,对弥散在SiC基体中的弥散型可燃毒物Gd2O3、Er2O3、Sm2O3、Eu2O3、Dy2O3及HfO2进行评价。FCM燃料中TRISO颗粒核芯直径达800μm,燃料颗粒自屏效应强烈,在RMC程序中引入随机介质计算功能,对FCM燃料进行随机几何建模,保证了反应性计算精度。分析表明:Er2O3可作为FCM燃料堆芯的候选可燃毒物,Gd2O3和Eu2O3需结合堆芯开展进一步研究,Sm2O3、Dy2O3及HfO2的反应性惩罚过大,不适合作为FCM燃料可燃毒物。

堆用蒙卡程序燃耗计算功能开发

堆用蒙卡程序(RMC)是由清华大学工程物理系REAL实验室自主开发的用于反应堆物理分析的中子输运蒙卡程序,本文主要介绍其燃耗计算功能的开发与验证。RMC的燃耗计算功能具有的特点:内部耦合ORIGEN,相比于外耦合方式,更加灵活和高效;使用基于能谱的单群截面统计方法,可在保证精度的前提下,显著提高计算效率;采取预估修正和中点近似等多种燃耗步策略,减小大燃耗步长时的计算误差。通过计算压水堆栅元、沸水堆组件、快堆等一系列基准题和算例,验证了RMC燃耗计算的正确性和速度优势。

自主堆用蒙卡模拟程序RMC2.0开发(英文)

介绍了新开发的反应堆用蒙特卡罗模拟程序RMC2.0。RMC2.0具有使用连续能量点截面数据对材料进行描述并可以处理任意几何结构的系统的特点,同时程序中采用2种不同的输运算法对问题进行计算(ray-tracking方法和delta-tracking方法)。此外,RMC2.0中采用了一些新的算法对MC模拟进行了改善,如统一能量格架以及哈希表算法。文中利用RMC2.0程序对临界基准题以及一些典型的反应堆问题进行了计算,计算结果显示RMC2.0与MCNP5计算结果相符,并且在同样的计算精度下计算时间得到了节省。另外,基于信息传递接口(MPI),RMC2.0实现了相应的并行功能,并可实现较好的加速效果。

基于RMC程序的k_(eff)对核数据的敏感性分析

适用于连续能量蒙特卡罗程序的敏感性分析方法是当前的研究热点。本文建立了5种不同反应类型的敏感性系数的计算公式,对当前应用广泛的反复裂变几率法的理论基础及算法进行了分析。分别使用RMC程序和MCNP6程序计算了keff对核数据的敏感性系数,计算结果吻合良好。本文结果表明RMC程序初步具备了敏感性分析的功能。

反应堆蒙特卡罗程序RMC模型可视化功能开发

反应堆蒙特卡罗程序RMC采用构造实体几何技术(CSG),建模过程需要用户输入所有的曲面、栅元等几何单元,其文本形式的建模方法具有高效、精确的优势,但同时存在表现力差、易于引入错误等问题,模型可视化是一项重要功能。本文基于程序的几何定位功能,结合像素化图形技术,研究了RMC的模型可视化方法,开发了程序的画图模块,该模块支持模型的二维或三维、几何或材料信息的可视化显示。对画图功能进行了测试,验证了模型可视化的效果与意义。

橡胶集料水泥砂浆和混凝土的性能研究

废轮胎颗粒掺加到水泥砂浆和混凝土中会明显降低材料强度,大大限制其应用。针对该问题,应用多种方法来改进橡胶混凝土的力学性能,例如降低W/C、掺加硅灰、偶联剂预处理橡胶颗粒等。研究结果表明,降低W/C能够明显提高橡胶混凝土的强度,橡胶颗粒表面用PVA和硅烷偶联剂处理能够显著增加抗压强度,如果多种方法联合使用效果更好。此外,橡胶改性混凝土的强度虽然有所降低,但其韧性和抗疲劳特性却显著增加。应用SEM分析了橡胶混凝土的微观结构,结果同样证实偶联剂处理橡胶颗粒表面能够提高水泥基体与橡胶颗粒的界面粘结强度。

中压加氢裂化加工大庆VGO的研究

介绍了中压加氢裂化 (RMC)工艺在 3L中型试验装置上加工大庆VGO及其混合油的研究结果。结果表明 ,利用中压加氢裂化工艺加工大庆VGO或其混合油可以获得高芳烃潜含量的重整原料、合格的 3号喷气燃料、低硫和低凝柴油以及 BMCI低的尾油。蒸汽裂解试验显示尾油馏分是很好的蒸汽裂解制乙烯原料 ,其乙烯收率较大庆AGO高 2～ 3个百分点。

基于RMC的超临界水实验SCWR-FQT装置的初步物理分析

中国和欧盟合作研究项目超临界水堆鉴定实验(Supercritical Water Reactor-Fuel Qualification Test,SCWR-FQT)的主要目的是研究水在超临界条件下对回路结构设计的影响,为研究设计超临界水堆做基础工作。本次研究对象为位于LVR-15实验堆堆芯中的超临界水实验SCWR-FQT装置。热工水力分析和回路设计的前提是堆芯及实验装置的物理分析,包括临界分析和燃耗分析等。RMC是清华大学自主研发的堆用蒙特卡罗分析软件,本文基于此软件对LVR-15堆芯和超临界实验装置进行了物理分析,并完成了全堆临界计算,得到了临界富集度、全堆芯中子通量分布和超临界装置中的中子能谱和通量分布,最后完成了全堆及超临界装置的燃耗计算和分析。

临近空间慢速平台SAR基于RD算法的运动补偿

分析了临近空间慢速平台合成孔径雷达(SAR)平台运动误差对接收信号的影响,指出在成像的运动补偿处理中,可以将距离向误差分解成空不变项和空变项,并采用一阶和二阶运动补偿的方法对两种误差项进行校正补偿。为了将测量的运动误差数据应用到高分辨成像中,本文采用了一种与距离多普勒算法(RD)相结合的运动补偿方法。最后通过对仿真数据进行分析,验证了本方法的可行性。

基于RMC的NHR200-Ⅱ供热堆寿期分析

为深入研究NHR200-Ⅱ供热堆的寿期物理特性,采用国内自主研发的蒙特卡罗程序RMC对NHR200-Ⅱ反应堆进行了pin-by-pin精细建模,开展了全堆寿期计算与分析,计算了冷态零功率、热态零功率下的关键特性参数及考虑热工和临界棒位反馈下的热态满功率寿期燃耗,给出了keff及功率分布。结果表明,NHR200-Ⅱ供热堆具有较好的物理寿期特性,进一步验证了RMC程序在全堆精细模型寿期分析中应用的可行性。

基于尾流安全评估的航空器分类方法改进研究

为确定不同航空器分类方法的合理性及尾流间隔标准的安全性,基于尾涡流场快速仿真方法,建立尾涡安全评估模型,采用诱导滚转力矩系数(RMC)作为尾涡遭遇严重度评价指标;计算分析不同尾流间隔标准下当前机为10种典型重型机,后机为36种典型中型机的组合条件在进近着陆阶段的尾涡遭遇安全性;将中型机重新分类并调整间隔标准形成RECAT-NEW方法。结果表明:根据ICAO及RECAT-EU方法计算得到的RMC较大,尾涡遭遇严重程度较高;RECAT-CN及RECAT1.5方法在中型机的分类方面较为保守,尾流间隔存在缩减空间。新提出的RECAT-NEW分组方法在安全余度方面比ICAO及RECAT-EU方法提高54%,尾流间隔比RECAT-CN和RECAT1.5缩减0.3 km。

Ge-As-Te玻璃结构的X射线衍射和RMC模拟研究

本文通过X射线衍射分析和逆蒙特卡洛（RMC）计算机模拟，得到Ge10As18Te72玻璃中，Ge、As原子的平均配位数分别为355、3，平均每个Te与0．8个Te原子配位成键；玻璃网络结构为变形的[GeTe4]四面体和[AsTe3]、[GeTe3]三角锥通过-As（Ge）Te－As（Ge）链连接起来的；Ge15As45Te40玻璃中存在中程有序结构，结构复杂，平均每个Ge原子与1.8个Te原子和1.1个As原子相配位，平均每个As原子与1.3个Te原子和1.0个As原子相配位；后者中的Ge－Te、As－Te键长相应地小于前者．

TCP/IP协议在遥控系统中的应用

介绍TCP/IP的概念及Window NT3.5中对TCP/IP的实现;提出了在航天遥控系统中因使用双套热备份遇到的问题及解决办法,同时考虑到遥控系统的健壮性必须随时处理各种异常。

裂变产额数据对铅基快堆RBEC-M燃耗计算影响研究

第四代核能系统是一种具有更好安全性、经济竞争力、核废物减少,以及防止核扩散的先进核能系统,代表了先进核能系统的发展趋势和技术前沿。铅基快堆是第四代核能系统中重要堆型之一。目前国际上通用的反应堆程序,比如 MCNP + ORIGEN、RMC 或者 Serpent,很多研究主要针对压水堆,国际上也有研究发现针对铅基快堆基准题 RBEC-M,确定论方法和蒙卡方法计算结果有较大偏差。本文深入研究了蒙卡程序使用的裂变产额对计算结果的影响。首先对反应堆蒙特卡罗程序 RMC 自带和燃耗库中的部分核素的裂变产额数据进行了更新,采用国际上著名 RBEC-M 基准题和 OECD/NEA 发布的快堆 Pu 循环燃耗基准题进行了验证分析,计算得到了裂变份额数据对快堆燃耗计算的影响。计算结果表明:更新后的裂变产额数据对系统的有效增殖因子和主要重核的质量变化影响较小,但对部分裂变产物的质量变化影响较大,部分核素偏差超过 86%。对于快堆 Pu循环燃耗基准题,长寿命高放废物 133Cs 和 129I 的计算结果偏差分别可达 22.4%和 47.8%,这将对长寿命高放废物的嬗变效率和核燃料循环有重要影响。