【摘要】：原子核裂變放出的中子,99%以上是在10-17s～10-14S內(nèi)發(fā)射出來的瞬發(fā)中子,還有不足1%的在零點幾秒到幾分鐘之間發(fā)射出來的緩發(fā)中子。緩發(fā)中子的發(fā)射時間比瞬發(fā)中子要長得多,反應(yīng)堆的控制和運行正是依靠這種緩發(fā)效應(yīng)才得以實現(xiàn)。緩發(fā)中子有效份額βeff是反應(yīng)堆的一個基本參數(shù),其不僅是反應(yīng)性測量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),還能作為宏觀積分參數(shù)用于核數(shù)據(jù)的檢驗工作。測量緩發(fā)中子有效份額βeff的實驗在國內(nèi)外都較少。國內(nèi)目前尚無在快臨界裝置上成功測量βeff的實驗,亟需開展實驗研究工作。實驗測量采用Nelson數(shù)法,該方法準(zhǔn)確、對理論依賴性低,比其他測量技術(shù)更有優(yōu)勢。本文圍繞Nelson數(shù)法測量緩發(fā)中子有效份額βeff的三個關(guān)鍵問題開展研究：關(guān)鍵參數(shù)、關(guān)鍵實驗條件、探測系統(tǒng)n-γ分辨性能。在關(guān)鍵參數(shù)的確定中,通過DOT程序與MCNP程序計算了空間修正因子g和外中子源有效性系數(shù)g*的值；結(jié)合待測反應(yīng)堆的燃料與中子能譜,選定了每次裂變產(chǎn)生的瞬發(fā)中子數(shù)vp和彌散寬度Dv的值。在關(guān)鍵實驗條件的優(yōu)化中,采用模擬的方法以及建立一個評價參數(shù),確定了外中子源強(qiáng)度S的最優(yōu)值和反應(yīng)性ρs的最優(yōu)范圍。在探測系統(tǒng)n-γ分辨性能的優(yōu)化中,模擬研究了Y射線對Rossi-α測量結(jié)果的影響規(guī)律�？捎玫摹⒎享憫�(yīng)時間要求的探測器僅有n-γ分辨性能較差的鋰玻璃閃爍體。為了降低γ射線的干擾,實驗中采取鉛屏蔽Y射線、更薄的鋰玻璃閃爍體、脈沖幅度甄別三個措施優(yōu)化了探測系統(tǒng)的n-γ分辨性能。最后,βeff測量實驗在緩發(fā)臨界狀態(tài)以及6個次臨界狀態(tài)進(jìn)行了Rossi-α測量。通過分析測量結(jié)果隨反應(yīng)性的變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)γ射線對測量有一定的影響,并確定了測量結(jié)果的不確定度。求得6個測量點的βeff值后,測量得到了快臨界裝置的緩發(fā)中子有效份額βeff=0.00712,不確定度為7.55%。通過本文的研究和實驗測量工作,建立了基于Nelson數(shù)法測量緩發(fā)中子有效份額βeff的技術(shù),成功測得快臨界裝置的緩發(fā)中子有效份額βeff值。該項測量方法還能應(yīng)用于其他類似的臨界裝置上。
【圖文】：

絕大多數(shù)ｙ射線在中子發(fā)射之后發(fā)出。Ｗ上發(fā)射中子和ｙ射線的過程分別在逡逑裂變后小于１０－Ｋｓ和小于１０－ｉｉｓ這樣短的時間內(nèi)完成。這些中子和Ｙ射線分別稱為瞬發(fā)逡逑裂變中子和瞬發(fā)裂變Ｙ射線。圖１．１中展示了裂變后的現(xiàn)象。逡逑ｙ射線ＷｉｓＶ邐瞬|櫻祝螅簀位豪賈兇渝義希蕹跛櫧卞澹叔危義希В跡浚ǎ峰澹皺澹，

本文編號：2628225