液態(tài)燃料熔鹽堆放射性源項(xiàng)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-05-25 17:07
核反應(yīng)堆運(yùn)行時(shí),易裂變核素在中子誘發(fā)裂變情況下產(chǎn)生大量的放射性核素,這些放射性核素的種類(lèi)繁多,演化特性復(fù)雜,并帶有很強(qiáng)的放射性。核反應(yīng)堆設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)考慮多道實(shí)體屏障并考慮縱深防御安全設(shè)計(jì)來(lái)限制這些放射核素到環(huán)境的釋放量,以滿(mǎn)足核電廠(chǎng)環(huán)境輻射防護(hù)的規(guī)定。同時(shí)會(huì)對(duì)核反應(yīng)堆進(jìn)行必要的生物屏蔽設(shè)計(jì),將工作人員的輻射劑量降低到合理可行盡量低的水平,以滿(mǎn)足核電廠(chǎng)運(yùn)行輻射防護(hù)對(duì)工作人員劑量限值的規(guī)定。在發(fā)生核電事故的情況下,對(duì)放射性物質(zhì)起到包容作用的實(shí)體屏障一旦遭到破壞,大量放射性核素就會(huì)釋放到環(huán)境中,給公眾和環(huán)境帶來(lái)極大的危害。因此準(zhǔn)確確定反應(yīng)堆內(nèi)產(chǎn)生的放射性種類(lèi)和產(chǎn)量,預(yù)測(cè)放射性核素在反應(yīng)堆系統(tǒng)內(nèi)的動(dòng)態(tài)演化及分布對(duì)反應(yīng)堆的安全運(yùn)行以及對(duì)環(huán)境和人類(lèi)的安全防護(hù)具有重要意義。與傳統(tǒng)商用堆型相比,熔鹽堆的燃料成分及形態(tài)、堆內(nèi)結(jié)構(gòu)材料、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)具有顯著的區(qū)別。例如,傳統(tǒng)壓水堆采用的核燃料類(lèi)型為固定式,輕水或重水作為冷卻劑,熔鹽堆以液態(tài)熔鹽作為燃料,同時(shí)兼做冷卻劑,正常運(yùn)行時(shí)大量的放射性核素隨燃料鹽流出堆芯,經(jīng)過(guò)上腔室、熱管段、主泵、換熱器、冷管段、下腔室,最后再流入堆內(nèi)。對(duì)于傳統(tǒng)壓水型反應(yīng)堆,通常采用靜態(tài)點(diǎn)燃...
【文章來(lái)源】:中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所)上海市
【文章頁(yè)數(shù)】:160 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 熔鹽堆放射性源項(xiàng)研究背景
1.1.1 熔鹽堆發(fā)展歷史與現(xiàn)狀
1.1.2 熔鹽堆放射性源項(xiàng)特點(diǎn)
1.2 國(guó)內(nèi)外放射性源項(xiàng)研究現(xiàn)狀
1.2.1 輕水堆放射性源項(xiàng)研究
1.2.2 熔鹽堆放射性源項(xiàng)研究
1.3 課題研究目標(biāo)及主要內(nèi)容
1.3.1 本課題研究目標(biāo)
1.3.2 論文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 計(jì)算模型及理論方法
2.1 計(jì)算模型簡(jiǎn)介
2.2 SCALE程序包介紹
2.2.1 TRITON模塊
2.2.2 ORIGEN-S模塊
2.2.3 ORIGEN-ARP模塊
2.3 動(dòng)態(tài)燃耗理論推導(dǎo)
2.3.1 裂變產(chǎn)物源項(xiàng)動(dòng)態(tài)模型
2.3.2 活化產(chǎn)物源項(xiàng)動(dòng)態(tài)模型
2.4 本章小結(jié)
第3章 流動(dòng)燃耗模型開(kāi)發(fā)
3.1 開(kāi)發(fā)環(huán)境介紹
3.1.1 Mathematica簡(jiǎn)介
3.1.2 微分方程求解算法
3.2 MSRFP模型主要結(jié)構(gòu)
3.2.1 燃耗數(shù)據(jù)庫(kù)
3.2.2 計(jì)算流程
3.3 程序驗(yàn)證
3.4 本章小結(jié)
第4章 靜態(tài)點(diǎn)燃耗模型源項(xiàng)計(jì)算
4.1 一回路冷卻劑源項(xiàng)
4.1.1 裂變產(chǎn)物源項(xiàng)
4.1.2 活化產(chǎn)物源項(xiàng)
4.1.3 氚與碳-14源項(xiàng)
4.1.4 錒系核素源項(xiàng)
4.1.5 衰變熱分析
4.1.6 停堆伽馬中子源強(qiáng)分析
4.2 堆內(nèi)構(gòu)件活化產(chǎn)物源項(xiàng)
4.2.1 產(chǎn)生來(lái)源
4.2.2 計(jì)算方法及假設(shè)
4.2.3 計(jì)算結(jié)果
4.3 覆蓋氣體活化產(chǎn)物源項(xiàng)
4.3.1 產(chǎn)生來(lái)源
4.3.2 計(jì)算方法及假設(shè)
4.3.3 計(jì)算結(jié)果
4.4 加釷運(yùn)行實(shí)驗(yàn)放射性分析
4.5 本章小結(jié)
第5章 流動(dòng)對(duì)源項(xiàng)計(jì)算的影響分析
5.1 裂變產(chǎn)物流動(dòng)特性分析
5.1.1 裂變產(chǎn)物啟停堆工況模擬
5.1.2 流動(dòng)對(duì)部分核素總量的影響
5.1.3 裂變產(chǎn)物在主回路的分布
5.2 裂變氣體及其子體遷移分析
5.2.1 問(wèn)題描述
5.2.2 計(jì)算方法及假設(shè)
5.2.3 計(jì)算結(jié)果
5.2.4 總結(jié)討論
5.3 中子毒物流動(dòng)特性分析
5.3.1 問(wèn)題描述
5.3.2 計(jì)算方法及假設(shè)
5.3.3 計(jì)算結(jié)果分析
5.3.4 總結(jié)討論
5.4 活化產(chǎn)物流動(dòng)特性分析
5.4.1 問(wèn)題描述
5.4.2 計(jì)算方法及假設(shè)
5.4.3 計(jì)算結(jié)果
5.4.4 總結(jié)討論
5.5 燃料鹽卸料毒性分析
5.5.1 劑量定義
5.5.2 計(jì)算結(jié)果
5.6 衰變熱流動(dòng)特性分析
5.6.1 問(wèn)題描述
5.6.2 計(jì)算結(jié)果
5.7 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)展望
6.1 研究?jī)?nèi)容總結(jié)
6.2 特色與創(chuàng)新點(diǎn)
6.3 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]釷基氟鹽冷卻高溫堆TRISO包覆燃料顆粒結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析[J]. 房勇漢,蔡翔舟,陳金根,胡繼峰,李曉曉,余呈剛,伍建輝,崔德陽(yáng). 核技術(shù). 2019(08)
[2]核能綜合利用研究現(xiàn)狀與展望[J]. 王建強(qiáng),戴志敏,徐洪杰. 中國(guó)科學(xué)院院刊. 2019(04)
[3]釷基熔鹽堆和核能綜合利用[J]. 徐洪杰,戴志敏,蔡翔舟,王建強(qiáng). 現(xiàn)代物理知識(shí). 2018(04)
[4]主回路裂變產(chǎn)物源項(xiàng)計(jì)算程序CPFP的開(kāi)發(fā)[J]. 唐邵華,呂煒楓,熊軍,蔣振宇. 核動(dòng)力工程. 2018(04)
[5]核燃料循環(huán)系統(tǒng)臨界事故源項(xiàng)計(jì)算程序GETAC-2.0開(kāi)發(fā)[J]. 朱慶福,張馳,夏兆東. 南華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(03)
[6]氟鹽冷卻高溫堆主冷卻劑系統(tǒng)16N源項(xiàng)分析[J]. 周波,嚴(yán)睿,鄒楊,戴葉,朱貴鳳,于世和,劉亞芬,楊璞,冀銳敏,康旭忠. 原子能科學(xué)技術(shù). 2018(04)
[7]氟鹽冷卻高溫堆半實(shí)物仿真及初步測(cè)試[J]. 阮見(jiàn),鄒楊,KENDRICK J,李明海,PETERSON P F,徐洪杰. 原子能科學(xué)技術(shù). 2018(04)
[8]壓水堆活化腐蝕產(chǎn)物源項(xiàng)58Co和60Co敏感性研究[J]. 胡文超,韓靜茹,李鐵萍,趙傳奇,靖劍平,張春明. 核動(dòng)力工程. 2017(06)
[9]美國(guó)西屋3400 MWth壓水堆氚排放研究[J]. 王奇,付鵬濤. 核科學(xué)與工程. 2017(06)
[10]某壓水堆核電廠(chǎng)氚、碳-14的排放及對(duì)外圍輻射環(huán)境的影響分析[J]. 林明智. 廣東化工. 2017(19)
本文編號(hào):3205703
【文章來(lái)源】:中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所)上海市
【文章頁(yè)數(shù)】:160 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 熔鹽堆放射性源項(xiàng)研究背景
1.1.1 熔鹽堆發(fā)展歷史與現(xiàn)狀
1.1.2 熔鹽堆放射性源項(xiàng)特點(diǎn)
1.2 國(guó)內(nèi)外放射性源項(xiàng)研究現(xiàn)狀
1.2.1 輕水堆放射性源項(xiàng)研究
1.2.2 熔鹽堆放射性源項(xiàng)研究
1.3 課題研究目標(biāo)及主要內(nèi)容
1.3.1 本課題研究目標(biāo)
1.3.2 論文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 計(jì)算模型及理論方法
2.1 計(jì)算模型簡(jiǎn)介
2.2 SCALE程序包介紹
2.2.1 TRITON模塊
2.2.2 ORIGEN-S模塊
2.2.3 ORIGEN-ARP模塊
2.3 動(dòng)態(tài)燃耗理論推導(dǎo)
2.3.1 裂變產(chǎn)物源項(xiàng)動(dòng)態(tài)模型
2.3.2 活化產(chǎn)物源項(xiàng)動(dòng)態(tài)模型
2.4 本章小結(jié)
第3章 流動(dòng)燃耗模型開(kāi)發(fā)
3.1 開(kāi)發(fā)環(huán)境介紹
3.1.1 Mathematica簡(jiǎn)介
3.1.2 微分方程求解算法
3.2 MSRFP模型主要結(jié)構(gòu)
3.2.1 燃耗數(shù)據(jù)庫(kù)
3.2.2 計(jì)算流程
3.3 程序驗(yàn)證
3.4 本章小結(jié)
第4章 靜態(tài)點(diǎn)燃耗模型源項(xiàng)計(jì)算
4.1 一回路冷卻劑源項(xiàng)
4.1.1 裂變產(chǎn)物源項(xiàng)
4.1.2 活化產(chǎn)物源項(xiàng)
4.1.3 氚與碳-14源項(xiàng)
4.1.4 錒系核素源項(xiàng)
4.1.5 衰變熱分析
4.1.6 停堆伽馬中子源強(qiáng)分析
4.2 堆內(nèi)構(gòu)件活化產(chǎn)物源項(xiàng)
4.2.1 產(chǎn)生來(lái)源
4.2.2 計(jì)算方法及假設(shè)
4.2.3 計(jì)算結(jié)果
4.3 覆蓋氣體活化產(chǎn)物源項(xiàng)
4.3.1 產(chǎn)生來(lái)源
4.3.2 計(jì)算方法及假設(shè)
4.3.3 計(jì)算結(jié)果
4.4 加釷運(yùn)行實(shí)驗(yàn)放射性分析
4.5 本章小結(jié)
第5章 流動(dòng)對(duì)源項(xiàng)計(jì)算的影響分析
5.1 裂變產(chǎn)物流動(dòng)特性分析
5.1.1 裂變產(chǎn)物啟停堆工況模擬
5.1.2 流動(dòng)對(duì)部分核素總量的影響
5.1.3 裂變產(chǎn)物在主回路的分布
5.2 裂變氣體及其子體遷移分析
5.2.1 問(wèn)題描述
5.2.2 計(jì)算方法及假設(shè)
5.2.3 計(jì)算結(jié)果
5.2.4 總結(jié)討論
5.3 中子毒物流動(dòng)特性分析
5.3.1 問(wèn)題描述
5.3.2 計(jì)算方法及假設(shè)
5.3.3 計(jì)算結(jié)果分析
5.3.4 總結(jié)討論
5.4 活化產(chǎn)物流動(dòng)特性分析
5.4.1 問(wèn)題描述
5.4.2 計(jì)算方法及假設(shè)
5.4.3 計(jì)算結(jié)果
5.4.4 總結(jié)討論
5.5 燃料鹽卸料毒性分析
5.5.1 劑量定義
5.5.2 計(jì)算結(jié)果
5.6 衰變熱流動(dòng)特性分析
5.6.1 問(wèn)題描述
5.6.2 計(jì)算結(jié)果
5.7 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)展望
6.1 研究?jī)?nèi)容總結(jié)
6.2 特色與創(chuàng)新點(diǎn)
6.3 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]釷基氟鹽冷卻高溫堆TRISO包覆燃料顆粒結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析[J]. 房勇漢,蔡翔舟,陳金根,胡繼峰,李曉曉,余呈剛,伍建輝,崔德陽(yáng). 核技術(shù). 2019(08)
[2]核能綜合利用研究現(xiàn)狀與展望[J]. 王建強(qiáng),戴志敏,徐洪杰. 中國(guó)科學(xué)院院刊. 2019(04)
[3]釷基熔鹽堆和核能綜合利用[J]. 徐洪杰,戴志敏,蔡翔舟,王建強(qiáng). 現(xiàn)代物理知識(shí). 2018(04)
[4]主回路裂變產(chǎn)物源項(xiàng)計(jì)算程序CPFP的開(kāi)發(fā)[J]. 唐邵華,呂煒楓,熊軍,蔣振宇. 核動(dòng)力工程. 2018(04)
[5]核燃料循環(huán)系統(tǒng)臨界事故源項(xiàng)計(jì)算程序GETAC-2.0開(kāi)發(fā)[J]. 朱慶福,張馳,夏兆東. 南華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(03)
[6]氟鹽冷卻高溫堆主冷卻劑系統(tǒng)16N源項(xiàng)分析[J]. 周波,嚴(yán)睿,鄒楊,戴葉,朱貴鳳,于世和,劉亞芬,楊璞,冀銳敏,康旭忠. 原子能科學(xué)技術(shù). 2018(04)
[7]氟鹽冷卻高溫堆半實(shí)物仿真及初步測(cè)試[J]. 阮見(jiàn),鄒楊,KENDRICK J,李明海,PETERSON P F,徐洪杰. 原子能科學(xué)技術(shù). 2018(04)
[8]壓水堆活化腐蝕產(chǎn)物源項(xiàng)58Co和60Co敏感性研究[J]. 胡文超,韓靜茹,李鐵萍,趙傳奇,靖劍平,張春明. 核動(dòng)力工程. 2017(06)
[9]美國(guó)西屋3400 MWth壓水堆氚排放研究[J]. 王奇,付鵬濤. 核科學(xué)與工程. 2017(06)
[10]某壓水堆核電廠(chǎng)氚、碳-14的排放及對(duì)外圍輻射環(huán)境的影響分析[J]. 林明智. 廣東化工. 2017(19)
本文編號(hào):3205703
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