核電發(fā)展遇到了三個重要的問題:1.核燃料的供應(yīng)問題;2.核反應(yīng)堆的安全問題;3.核廢料的處理問題。加速器驅(qū)動的次臨界系統(tǒng)（ADS,Accelerator Driven Sub-critical System）被認(rèn)為是一種清潔安全的先進(jìn)核能系統(tǒng),能夠有效地解決核電發(fā)展所面臨的困難。ADS主要由強(qiáng)流質(zhì)子加速器、散裂靶和次臨界堆等構(gòu)成。質(zhì)子束轟擊重金屬靶,散裂反應(yīng)產(chǎn)生的大量中子作為外源中子驅(qū)動和維持次臨界堆運(yùn)行,具有固有安全性。ADS系統(tǒng)的中子能譜硬、通量大、能量分布寬,能夠進(jìn)行核廢料嬗變及核燃料增殖,并進(jìn)行產(chǎn)能。中科院于2011年啟動了戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)（A類）“未來先進(jìn)核裂變能——ADS嬗變系統(tǒng)”。中科院創(chuàng)新提出的基于顆粒流的ADS新型靶堆系統(tǒng),由顆粒流散裂靶與顆粒流/氦氣混合冷卻反應(yīng)堆構(gòu)成。對于ADS新型靶堆耦合系統(tǒng),中子學(xué)研究具有重要的意義。ADS靶堆耦合系統(tǒng)中子學(xué)研究是在基于顆粒流的ADS新型靶堆系統(tǒng)中,系統(tǒng)內(nèi)的中子分別來源于散裂靶中的散裂反應(yīng)和堆芯中燃料裂變反應(yīng),且靶區(qū)的中子譜分布呈現(xiàn)出非常嚴(yán)重的空間各向異性。由于新型靶堆系統(tǒng)中堆芯結(jié)構(gòu)布置和冷卻介質(zhì)不同于已知的堆芯,其中子輸運(yùn)過... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院近代物理研究所)甘肅省

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景
    1.2 ADS研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國際上實(shí)驗(yàn)裝置發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢
        1.2.2 國際上模擬軟件的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢
    1.3 本文主要工作
第2章 散裂反應(yīng)
    2.1 散裂反應(yīng)機(jī)制
        2.1.1 核內(nèi)級聯(lián)過程
        2.1.2 余核退激過程
    2.2 散裂中子的特點(diǎn)
        2.2.1 散裂反應(yīng)與裂變反應(yīng)的中子能譜對比
        2.2.2 散裂中子角分布
    2.3 本章小結(jié)
第3章 粒子輸運(yùn)蒙特卡羅模擬程序
    3.1 MCNP程序
    3.2 FLUKA程序
    3.3 Geant4程序
        3.3.1 BERT模型
        3.3.2 INCL模型
        3.3.3 BIC模型
    3.4 本章小結(jié)
第4章 質(zhì)子誘發(fā)散裂反應(yīng)理論模擬
    4.1 質(zhì)子誘發(fā)散裂反應(yīng)的中子能譜計(jì)算
        4.1.1 質(zhì)子誘發(fā)薄靶散裂反應(yīng)的中子能譜計(jì)算
        4.1.2 質(zhì)子誘發(fā)厚靶散裂反應(yīng)的中子能譜計(jì)算
        4.1.3 結(jié)構(gòu)材料的中子雙微分截面計(jì)算
    4.2 本章小結(jié)
第5章 ADS次臨界靶堆耦合系統(tǒng)中子學(xué)模擬
    5.1 OECD/NEAADS基準(zhǔn)題的Geant4計(jì)算
        5.1.1 OECD/NEAADS基準(zhǔn)題介紹
        5.1.2 鉛鉍靶區(qū)泄露中子能譜計(jì)算
    5.2 ADS次臨界靶堆耦合系統(tǒng)建模
    5.3 實(shí)體散裂靶的中子學(xué)模擬
        5.3.1 入射質(zhì)子能量對散裂中子產(chǎn)額的影響
        5.3.2 散裂靶尺寸對散裂中子產(chǎn)額的影響
    5.4 鎢球顆粒散裂靶中子學(xué)特性研究
        5.4.1 鎢球顆粒散裂靶Geant4建模
        5.4.2 鎢球顆粒散裂靶泄露中子產(chǎn)額研究
        5.4.3 鎢球顆粒散裂靶泄露中子能譜研究
        5.4.4 鎢球顆粒散裂靶泄露中子空間分布研究
        5.4.5 入射質(zhì)子能量對鎢球顆粒散裂靶泄露中子能譜和空間分布影響
    5.5 靶區(qū)外圍各層布局對靶區(qū)中子的影響
        5.5.1 燃料層排布對靶區(qū)中子的影響
        5.5.2 反射層排布對靶區(qū)中子的影響
        5.5.3 屏蔽層排布對靶區(qū)中子的影響
    5.6 靶區(qū)外圍各層中子輸運(yùn)情況研究
    5.7 Geant4用于k_(eff)計(jì)算的方法
        5.7.1 裸球堆k_(eff)計(jì)算
        5.7.2 簡單的ADS裝置k_(eff)計(jì)算
    5.8 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]體積填充率變化對球床鎢顆粒散裂靶中子學(xué)特性影響的研究[J]. 劉璐,顧龍,李金陽.  原子核物理評論. 2017(02)
[2]Ep≤3GeV質(zhì)子入射鉛、鉍引起的中子產(chǎn)生雙微分截面的模擬（英文）[J]. 張?zhí)K雅拉吐,陳志強(qiáng),韓瑞,劉星泉,林煒平,靳增雪,劉建立,石福東.  原子核物理評論. 2014(02)
[3]先進(jìn)裂變核能的關(guān)鍵核數(shù)據(jù)測量和CSNS白光中子源[J]. 唐靖宇,敬罕濤,夏海鴻,唐洪慶,張闖,周祖英,阮錫超,張奇瑋,楊征.  原子能科學(xué)技術(shù). 2013(07)
[4]未來先進(jìn)核裂變能——ADS嬗變系統(tǒng)[J]. 詹文龍,徐瑚珊.  中國科學(xué)院院刊. 2012(03)
[5]加強(qiáng)ADS技術(shù)研究 促進(jìn)核能大規(guī)模可持續(xù)發(fā)展[J]. 夏海鴻,羅璋琳,趙志祥.  現(xiàn)代物理知識. 2011(04)
[6]散裂鎢靶輻射劑量計(jì)算[J]. 尹陳艷,李志遠(yuǎn),周超,左國平,龔學(xué)余.  南華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2010(02)
[7]ADS中子源散裂靶物理研究[J]. 萬俊生,張穎,張利興,夏海鴻,丁大釗.  計(jì)算物理. 2003(05)

博士論文
[1]ADS散裂靶相關(guān)核數(shù)據(jù)測量裝置的建立及鎢評價(jià)中子核數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)檢驗(yàn)[D]. 張?zhí)K雅拉吐.中國科學(xué)院研究生院（近代物理研究所） 2015



本文編號：3487931