Xenon poisoning calculation code for miniature neutronsource reactor (MNSR)

In line with the actual requirements and based upon the specific characteristics of MNSR, a revised point-reactor model was adopted to model MNSR’s xenon poisoning. The corresponding calculation code, MNSRXPCC (Xenon Poisoning Calculation Code for MNSR), was developed and tested by the Shanghai MNSR data.

中毒法测量微堆堆芯热中子绝对通量密度

微型中子源反应堆的反应性和中于通量密度有一定的关系。文章提出用氙中毒法测量微堆堆芯热中子绝对通量密度。对原理和测量条件进行了讨论。该方法新颖，比活化法简单，不需要外加设备，满足工程对精度的要求。

舰船用反应堆停堆氙毒特性仿真研究

结合船用堆的特点,对核电站反应堆正方形燃料组件堆芯仿真软件进行修改和移植,开发可用于研究船用堆非干净六边形燃料组件堆芯中毒碘坑的堆芯仿真软件。应用该软件,对燃耗为30 MW.d的某反应堆进行了碘坑仿真,并与点模型仿真结果进行了比较。结果表明:点模型的仿真结果偏小,用本软件进行仿真,平衡氙毒计算值与实测值间的偏差为-0.8%,最大氙毒计算值与实测值间的偏差为-4.3%,碘坑计算值与实测值间的偏差为-0.5%。本软件仿真结果符合实际运行规律和物理规律,因此,本软件可准确模拟碘坑中毒,对提高船用堆机动性和安全运行有重要的理论意义和应用价值。

深圳大学微型反应堆的改进

介绍深圳大学核技术所近年来对微型反应堆进行的一系列改进 ,包括 :采取特殊措施 ,延长微堆安全运行时间 ,从原来的 6～ 8h ,延长至 40h左右 ,成功研制了治疗肝癌的含稀土元素的放射性玻璃微球 ;建立了超热辐照管和计算机控制的循环跑兔装置 ,扩展了微堆活化分析范围和领域 ;研制出一种新颖、简单、准确 ,且无需添置任何设备的测量堆芯绝对中子通量密度的方法———氙中毒法 .尽管深大微堆具有固有的安全性 ,但它目前处于运行后期 .因腐蚀、疲劳等原因 ,核燃料元件包壳破损的可能性将越来越大 ,为此研制了安全监测计算机系统 ,一旦发生核燃料元件包壳破损时 ,系统能很快监测放射性泄漏 ,这对控制核污染起到十分重要的作用 .但这并不说明深大微堆已安全无事 .国外发生的一系列核泄漏事件昭示人们 ,在核安全管理中 ,人员因素至关重要 .不管放射性物质泄漏多与少 ,影响都很大 。

碘坑内启堆氙毒反应性研究

本文研究反应堆碘坑内的启动问题,导出了热堆在碘坑内启动时氙毒反应性、碘和氙浓度随时间变化的解析表达式。通过对所得解析解的计算分析,对碘坑内启动问题有了更全面、本质了解。反应堆停堆前的运行功率、碘坑内启动功率及启动时所处的碘坑内的位置等均将影响到启堆后氙毒反应性的变化规律,所处条件的不同可能导致完全不同的变化规律。另外,碘坑内启堆的时间对反应堆启堆时的安全也是1个重要的影响因素。本文所得结论对提高核动力船只的机动性和安全运行有一定的理论意义和参考价值。

深圳大学微型反应堆改进

介绍深圳大学核技术所几年来对微型反应堆（ 简称微堆） 进行的一系列改进，包括： 采取特殊措施， 延长微堆安全运行时间， 从原６ ～８ｈ ， 延长至４０ｈ 左右； 成功研制了治疗肝癌的含稀土元素的放射性玻璃微球； 建立了超热辐照管和计算机控制的循环跑兔装置， 扩展了微堆活化分析范围和领域； 研究成功一种新颖、简单、准确， 又无需添置任何设备的测量堆芯绝对中子通量密度的方法———氙中毒法． 尽管深大微堆具有固有的安全性， 但它目前处于运行后期． 由于腐蚀、疲劳等原因， 核燃料元件包壳破损的可能性将越来越大，为此研制了安全监测计算机系统， 一旦发生核燃料元件包壳破损时， 系统能很快监测放射性泄漏， 这对控制核污染起到十分重要的作用． 但应指出， 这并不是说深大微堆已安全无事．由最近国外发生的一系列核泄漏事故说明， 核安全管理、人员因素至关重要． 不管放射性物质泄漏多少， 影响都很大， 万万不能麻痹大意．

中子倍增理论应用于碘坑仿真研究

采用中子倍增理论对碘坑仿真进行研究:首先,建立碘坑仿真模型;然后,将碘坑仿真模型对不同初始功率下反应堆突然停堆后的氙毒反应性变化进行计算,并将所得结果与点堆模型进行比较,计算结果表明,碘坑深度和初始功率呈线性关系;最后,将碘坑仿真模型应用于反应堆碘坑内机动性研究。本工作所得结论对反应堆安全分析和控制运行有一定的理论意义和参考价值。

反应堆启动和停闭的模拟实验

本文介绍了在北京核电厂模拟器上模拟不同堆芯寿期下的反应堆启动,并对一些非正常情况下的现象和问题进行了研究,从物理上检验了该模拟器的模拟性能.

钍基液态燃料熔盐实验堆氙毒分析

熔盐堆作为第四代核能系统堆型之一,液态燃料形态的特点使其可以实现在线处理和在线添料。为了提高中子经济性可以利用在线处理的氦鼓泡法,将氦气通入反应堆一回路,去除堆芯内的裂变气体(如Xe、Kr)。基于钍基熔盐液态堆(Thorium Molten Salt Reactor-Liquid Fuel1,TMSR-LF1)概念设计,结合熔盐实验堆(Molten Salt Reactor Experiment,MSRE)氙毒模型,分析了鼓泡法去除氙毒中^(135)Xe扩散规律和去除效率对氙毒的影响,并给出了对应的初始有效增殖因子的变化规律。分析结果表明,虽然存在^(135)Xe会大量向石墨扩散的可能性,但是鼓泡法仍然可以有效去除TMSR-LF1堆芯内的^(135)Xe,减小堆芯毒性,提高反应性。

熔盐堆^(135)Xe和^(135)Xe^(m)迁移效应对反应性的影响

熔盐堆采用液态燃料盐作为燃料,^(135)Xe作为反应堆中较重要的中子毒物,会随燃料盐的循环而在一回路流动。同时熔盐堆采用氦泡鼓气系统将裂变产物中的氪、氙等气体裂变产物吹出堆芯,提高中子经济性。根据TENDL—2021关于^(135)Xe^(m)热中子吸收截面的评估,其大于^(135)Xe的截面。为更准确地预测氙对反应性的影响,本文基于集总体积法,考虑燃料盐的流动效应,在模型中加入^(135)Xe^(m)热中子吸收截面相关数据,并采用美国8 MW熔盐实验堆(MSRE)的实验结果进行了验证。结果表明,模型计算结果与实验结果符合良好。将包含和不包含^(135)Xe^(m)影响的氙毒在^(233)U或^(235)U为燃料的情况下进行了对比,结果表明,^(135)Xe^(m)对稳态氙毒会产生一定的影响,且随功率的增大影响逐渐增大。最后通过石墨与氦泡之间的相互作用,评估了石墨、燃料盐和氦泡对氙毒的贡献,结果表明,氦泡与石墨之间的相互作用不可忽略。

HFETR碘坑后沿启堆临界棒位的估算

本文研究高通量工程试验堆(HFETR)在碘坑内启动反应堆的问题。首先根据反应堆在碘坑内启堆时碘(135I)和氙(135Xe)浓度随时间变化关系推导出了氙毒引入的反应性随时间变化的解析表达式;接着针对HFETR某炉段进行研究,并结合冷却剂温度效应、燃耗及停堆前的棒位,给出估算碘坑后沿启动反应堆的临界棒位的方法;最后基于MATLAB软件开发用于估算碘坑后沿启动反应堆的临界棒位的程序。

核电模拟机的毒物仿真模型的开发与应用

在核电站氙(Xe-135)及钐(Sm-149)毒物模型优化设计的研究中,由于传统的毒物模型更多地采用毒物模型独立运算的方式进行建模,至使模型运算复杂,计算无法在瞬态计算中达到实时,模型结果无法达到精度范围以内。为解决上述问题,以核电站全范围模拟机的技术需求为基础,从氙钐毒物的物理模型出发,采用毒物模型与中子物理截面模型相耦合的方法,建立了稳态及动态的数学模型,不仅能精确计算稳态结果,并能精确计算出毒物的瞬态变化。同时,以国内某CPR1000核电站机组为例,对毒物模型的可靠性合理性进行分析验证,结果证明,上述模型能够真实反映毒物在各种瞬态工况中其在堆内的物理变化过程,可满足核电站全范围模拟机的精度需求,可广泛应用于核电站仿真领域。

熔盐堆主回路系统氙的动力学特性研究

基于Mathematica7.0为熔盐堆(MSR)主回路系统建立了一套含流动项及在线去除功能的氙(135Xe)的动态分布数值分析程序,针对2 MW MSR的一种设计方案,分析了不同流量、不同启停堆功率、不同在线去除效率情况下135Xe浓度随时间的动态变化特性。结果表明:相较于静态燃耗模型,流动燃耗模型的135Xe带来的负反应性要低约32.2%;额定流量下主回路系统135Xe浓度分布均匀,只有当主回路系统体积流量小于2.24 cm3·s-1时,流动效应才会对主回路系统内135Xe浓度分布有显著影响;当鼓泡系统的在线去除份额约为0.1%时可以使堆芯135Xe带来的负反应性降低至-38.3pcm(1pcm=10-5),其总的去除效率可以达到86.0%;不同功率水平瞬时停堆工况下,堆芯135Xe浓度单调下降,停堆约50 h后135Xe基本消失,相当于引入+254pcm反应性,停堆过程无碘坑出现,停堆后再启堆过程不必担心碘坑启动的问题。135Xe去除效率对整个系统135Xe总量有一定影响,在去除份额从0.0001%～20%的变化范围内,135Xe的总活度与静态燃耗模型相比相应增加了0.67%～8.75%。

HFETR氙毒效应计算分析

使用数值方法并通过程序的改进完善,在高通量工程试验堆(HFETR)某炉次装载方案的基础上进行不同工况下的氙毒效应计算研究,得到HFETR以不同功率运行相同积分功率、以不同功率运行不同积分功率后紧急停堆的氙毒效应曲线。结果表明理论计算与HFETR实际运行工况相符,对HFETR安全运行具有指导意义,本文计算研究结果已成功应用到HFETR实际运行中。