核能的持續(xù)發(fā)展使得核電站卸出的乏燃料質(zhì)量不斷增加,這些乏燃料中含有多種對環(huán)境有害的放射性核素,主要包括次錒系元素（MA）和長壽命裂變產(chǎn)物（LLFP）,國際上普遍認(rèn)為加速器驅(qū)動次臨界系統(tǒng)（ADS）是嬗變這些放射性物質(zhì)的最佳堆型。文獻(xiàn)調(diào)研發(fā)現(xiàn)高能質(zhì)子加速器驅(qū)動次臨界系統(tǒng)面臨著技術(shù)復(fù)雜、成本高昂等問題,因此參考美國電子加速器驅(qū)動次臨界系統(tǒng)TRIGA Mark Ⅱ的堆芯結(jié)構(gòu),設(shè)計了基于20 MeV能量的電子加速器驅(qū)動次臨界系統(tǒng),研究次臨界系統(tǒng)燃料中引入放射性核素后對堆芯keff及嬗變率等參數(shù)的影響。本論文首先基于NJOY程序制作了 MCNP5程序光核數(shù)據(jù)庫中缺乏的9Be、52Cr、58Ni、91Zr、235U、238U、55Mn等7種金屬核素的ACE格式光核數(shù)據(jù),隨后基于MCNP5程序調(diào)用制作的光核數(shù)據(jù)計算了這些核素的光中子反應(yīng)（γ,xn）微觀截面,與不同國家評價核數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,確保了截面制作過程的正確性。計算結(jié)果表明金屬鈾-238的光中子反應(yīng)截面大于MCNP5程序光核數(shù)據(jù)庫其他核素的截面,并且熔點較高,適合作為電子加速器驅(qū)動次臨界系統(tǒng)的靶材料。電子加速器驅(qū)動次臨界系統(tǒng)采用MOX燃料作... 

【文章來源】：華北電力大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

光中子反應(yīng)粒

（ｇ）?５５Ｍｎ計算光中子反應(yīng)截面數(shù)據(jù)?（ｈ）日本評價核數(shù)據(jù)庫５５Ｍｎ光中子反應(yīng)截面??圖３－３不同數(shù)據(jù)庫光中子反應(yīng)截面對比??圖３－３的８張圖中所有紅色曲線都是基于ＭＣＮＰ５程序計算的光中子反應(yīng)??總截面，藍(lán)色曲線是技術(shù)文檔中的不同國家的評價核數(shù)據(jù)，散點圖來源于ＩＡＥＡ??光核反應(yīng)數(shù)據(jù)技術(shù)文檔中提供的來源于ＥＸＦＯＲ中不同研宄人員做的實驗數(shù)據(jù)。??從圖３－３ａ中可以看到用ＭＣＮＰ５程序計算的來自于ＣＥＮＤＬ庫的９Ｂｅ光中??子反應(yīng)微觀截面與ＩＡＥＡ技術(shù)文檔提供的來自于ＣＥＮＤＬ的光中子微觀截面數(shù)??據(jù)完全保持一致，說明本文用ＮＪＯＹ程序?qū)ⅲ牛危模疲陡袷降墓夂藬?shù)據(jù)處理成ＡＣＥ??格式數(shù)據(jù)過程是正確無誤的。??從圖３－３ｂ可以看到，用ＭＣＮＰ５計算的來源于ＫＡＥＲＩ的５２Ｃｒ光中子反應(yīng)??１８??

，??達(dá)到３６８３?ｋ，而２Ｇ７Ｐｂ的熔點為６２０?ｋ，低于反應(yīng)堆堆芯最高溫度，同時電子束??輻照情況下產(chǎn)生的能量沉積會導(dǎo)致熱負(fù)荷。綜合上述討論，選擇Ｕ－２３８作為次??臨界系統(tǒng)的靶材料比較合適。盡管Ｕ－２３８的光中子反應(yīng)截面比較大，但是也存??在對中子的共振吸收等問題，本文中沒有計算其共振吸收對中子產(chǎn)額的影響。??另一方面，帶有一定能量的電子束轟擊Ｕ－２３８金屬材料發(fā)生軔致輻射作用產(chǎn)生??光子過程中會發(fā)生能量損失，要使金屬Ｕ－２３８與電子發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生的光中子產(chǎn)??額能達(dá)到最大值，則電子束的能量必須大于１４．５?ＭｅＶ，電子束的能量越大，能??產(chǎn)生的光中子產(chǎn)額越多。然而考慮到電子加速器發(fā)射的電子束能量越低，運行??成本則越低，且技術(shù)越成熟，無失束運行時系統(tǒng)越穩(wěn)定。顯然當(dāng)電子束能量達(dá)??到２０?ＭｅＶ時能產(chǎn)生較大的光中子產(chǎn)額。因此基于電子加速器成本以及技術(shù)上??的考慮，本論文將基于２０?ＭｅＶ能量的電子束對加速器驅(qū)動次臨界系統(tǒng)進(jìn)行模??擬仿真計算。??１４００??１?１?１?１?１?１?１???

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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本文編號：3588074