【摘要】：在聚變裝置中,對放射性核素活度、衰變熱、光子劑量率等活化問題的分析是屏蔽設計中不可或缺的研究環(huán)節(jié)。目前,對于活化問題的計算通常采用中子輸運和輻照輸運的三維耦合方法,技術(shù)路線比較成熟;但對裝置停堆后光子劑量率的計算,還需要作光子輸運,計算過程較為復雜�，F(xiàn)有的停堆劑量率計算主要有兩種接口程序,即嚴格兩步法(R2S)和直接一步法(D1S)。R2S計算準確,但比較耗時;而D1S計算快速,但結(jié)果誤差較大。因此,本文開發(fā)了一種新型快速準確的停堆劑量率程序。在新方法中,全面考慮聚變裝置復雜的運行、停堆方案以及中子輻照背景,建立單能中子通量和活化問題之間的近似線性關(guān)系;通過修改MCNP源程序,引入中子和衰變光子聯(lián)合輸運計算的思想,開發(fā)了全新的、快速精確的停堆劑量率計算程序NASCA。該程序通過歐洲聯(lián)合環(huán)(JET)基準計算,與JET實驗值以及R2S和D1S的計算結(jié)果做出對比,驗證了其在聚變裝置停堆劑量率計算上的可行性、準確性和高效性。同時,新程序還被應用于歐洲聚變驗證堆(DEMO)氦冷球床包層(HCPB)的活化和劑量率計算。論文詳細闡述了 HCPB中結(jié)構(gòu)材料的雜質(zhì)核素對活化水平的影響以及幾何結(jié)構(gòu)對計算精度的影響;分析了 HCPB包層放射性活度和衰變熱水平、中子倍增劑鈹中雜質(zhì)鈾由于中子輻照產(chǎn)生的钚的存量。利用NASCA程序?qū)EMO整體劑量率水平作出計算,并與R2S方法的計算作對比,再一次驗證新程序計算停堆劑量率的準確性和高效性�；趩文苤凶油亢突罨g的線性關(guān)系,本文對中國聚變工程實驗堆(CFETR)氦冷陶瓷包層(HECLIC)進行活化分析。分析結(jié)果將為HECLIC包層廢物后處理方案的制定以及停堆后余熱排出系統(tǒng)的設計提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。最后,本文總結(jié)了新程序的開發(fā)、在JET上的驗證、以及在DEMO和CFETR堆上的應用分析。新程序能夠為未來聚變堆的屏蔽設計提供可靠有效的計算工具。
【學位授予單位】：中國科學技術(shù)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TL63

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前3條

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本文編號：2712978