中國聚變工程實驗堆(China Fusion Engineering Test Reactor,CFETR)是目前正在設計的全超導托卡馬克實驗堆,主要目的是驗證氚自持、等離子體穩(wěn)態(tài)運行等關鍵技術。包層作為聚變堆的核心部件,承擔著氚增殖、能量轉換、輻射屏蔽等重要作用,因而包層設計是聚變堆整體設計中的重要環(huán)節(jié)。對包層設計進行中子學分析,一方面是為了驗證包層設計的合理性和工程可行性,另一方面是為了確保反應堆的安全運行以及停堆后的輻照安全。本文以CFETR氦冷陶瓷增殖包層設計方案為研究對象,首先根據(jù)設計進行三維中子學建模,然后從輸運和活化兩大方面對CFETR氦冷陶瓷增殖包層方案進行全面的中子學計算分析。中子輸運計算分析采用蒙特卡羅輸運程序MCNP和國際原子能機構發(fā)布的核數(shù)據(jù)庫FENDL2.1,研究內(nèi)容包括氚增殖比、中子壁負載、中子通量密度、核熱分布、氦氣產(chǎn)生率和原子離位損傷。研究結果表明,CFETR氦冷陶瓷增殖包層方案具有良好的產(chǎn)氚能力,滿足氚自持要求,同時具備良好的中子屏蔽性能,中子通量下降規(guī)律符合預期,此外包層材料在反應堆運行期間的產(chǎn)氦率和原子離位損傷也在可接受范圍之內(nèi),表明包層材料的抗輻... 

【文章來源】：中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 核聚變研究背景
    1.2 聚變堆發(fā)展歷程
    1.3 聚變堆包層研究及中子學分析
        1.3.1 國內(nèi)外包層介紹
        1.3.2 包層中子學研究現(xiàn)狀
    1.4 論文研究內(nèi)容和意義
第2章 中子學理論和計算方法
    2.1 中子輸運理論
    2.2 蒙特卡羅方法
    2.3 蒙特卡羅中子輸運程序
        2.3.1 程序簡介
        2.3.2 輸入文件
        2.3.3 核數(shù)據(jù)庫
        2.3.4 常用功能卡
    2.4 中子活化理論
    2.5 中子活化計算程序
    2.6 本章小結
第3章 CFETR氦冷陶瓷增殖包層模型
    3.1 CFETR總體介紹
        3.1.1 CFETR設計目標
        3.1.2 CFETR三維模型
    3.2 包層系統(tǒng)整體布置
    3.3 氦冷陶瓷增殖包層方案介紹
        3.3.1 包層材料選取
        3.3.2 包層設計思路
    3.4 氦冷陶瓷增殖包層中子學模型
    3.5 本章小結
第4章 CFETR氦冷陶瓷增殖包層中子輸運分析
    4.1 中子源分布的數(shù)值模擬
        4.1.1 中子源分布描述
        4.1.2 中子源分布模擬
    4.2 氚增殖比
    4.3 中子壁負載
    4.4 中子通量密度
    4.5 核熱分布
    4.6 氦氣產(chǎn)生率
    4.7 原子離位損傷
    4.8 本章小結
第5章 CFETR氦冷陶瓷增殖包層中子活化分析
    5.1 放射性活度
    5.2 衰變余熱
    5.3 停堆劑量率
        5.3.1 傳統(tǒng)計算方法
        5.3.2 基于網(wǎng)格計數(shù)的嚴格兩步法
        5.3.3 結果分析
    5.4 本章小結
總結與展望
參考文獻
致謝
在讀期間發(fā)表的學術論文與取得的其他研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]Activation and Environmental Aspects of In-Vacuum Vessel Components of CFETR[J]. 張小康,劉松林,祝慶軍,高芳芳,李佳.  Plasma Science and Technology. 2016(11)
[2]深穿透屏蔽計算中MCNP減方差技巧應用及比較[J]. 聶星辰,李佳,趙平輝,祝慶軍,徐坤.  核電子學與探測技術. 2016(07)
[3]RAFM鋼中氚氦行為的研究進展[J]. 何偉波,陳長安,王佳佳,向鑫,帥茂兵.  材料導報. 2015(17)
[4]可控核聚變與國際熱核實驗堆(ITER)計劃[J]. 馮開明.  中國核電. 2009(03)
[5]中國ITER固態(tài)實驗包層模塊活化特性計算分析[J]. 韓靜茹,陳義學,馬續(xù)波,楊壽海,R.A.Forrest.  原子能科學技術. 2009(05)
[6]聚變堆氚增殖層中子學分析[J]. 伊煒偉,田東風.  核科學與工程. 2006(03)
[7]核聚變裝置停機劑量率分析計算的嚴格兩步(R2S)法[J]. 陳義學,吳宜燦,Fischer U.  核技術. 2003(10)
[8]國際評價中子核數(shù)據(jù)庫[J]. 劉廷進.  原子核物理評論. 2001(03)
[9]國際原子能機構將建立國際聚變堆專用評價核數(shù)據(jù)庫[J]. 劉成安.  高技術通訊. 1994(01)

博士論文
[1]中子光子輸運物理過程蒙特卡羅處理方法研究[D]. 孫光耀.中國科學技術大學 2015

碩士論文
[1]熔鹽包層的設計與中子學計算分析[D]. 尹苗.中國科學技術大學 2016
[2]CFETR氚增殖包層初步活化計算分析[D]. 蔣帥.中國科學技術大學 2016
[3]基于蒙特卡羅的醫(yī)用直線加速器治療室劑量分布研究[D]. 徐洋洋.東華理工大學 2016
[4]中國HCCB TBM模塊退役分析[D]. 繆鵬.中國科學技術大學 2015
[5]中國聚變工程實驗堆水冷固態(tài)包層中子學與活化初步研究[D]. 田英男.華北電力大學 2014
[6]聚變堆材料輻照損傷數(shù)值模擬初步研究[D]. 鄒俊.合肥工業(yè)大學 2007
[7]我國內(nèi)陸核電站建設的關鍵性問題研究[D]. 譚德明.南華大學 2007



本文編號：2943285