水冷包層中子學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)K設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、聚變中子學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)于整個(gè)聚變堆的研究都有著重要的作用。包層作為聚變堆的關(guān)鍵部件之一，起著產(chǎn)氚，能量傳輸，屏蔽等作用，開(kāi)展聚變堆包層中子學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)于驗(yàn)證包層特有的中子能譜、核數(shù)據(jù)庫(kù)、產(chǎn)氚性能等參數(shù)有著重要的意義。
　　本論文針對(duì)中科院等離子體所為中國(guó)聚變工程實(shí)驗(yàn)堆(CFETR)設(shè)計(jì)的水冷陶瓷增殖劑包層基本方案，開(kāi)展了水冷陶瓷增殖劑包層中子學(xué)積分實(shí)驗(yàn)?zāi)K設(shè)計(jì)研究。通過(guò)確定實(shí)驗(yàn)?zāi)K的尺寸、選定實(shí)驗(yàn)?zāi)K的基本結(jié)構(gòu)組成以及選擇實(shí)驗(yàn)?zāi)K的材料等步

2、驟完成了水冷包層實(shí)驗(yàn)?zāi)K初步方案。這個(gè)方案的實(shí)驗(yàn)?zāi)K的尺寸是50cm(X)×59.1cm(Y)×50cm(Z)，為保持中子學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)K具有CFETR水冷包層的特征，在設(shè)計(jì)的方案中保持中子學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)K徑向布置與CFETR水冷包層基本一致。整個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K由3個(gè)氚增殖區(qū)，2個(gè)中子倍增區(qū)，3個(gè)冷卻板以及第一壁，鎢保護(hù)層，背板組成，并在設(shè)計(jì)方案的實(shí)驗(yàn)?zāi)K中布置碳酸鋰探測(cè)器進(jìn)行氚測(cè)量。
　　在初步方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)行中子學(xué)分析，獲得了實(shí)驗(yàn)?zāi)K各區(qū)域的

3、中子能譜以及氚產(chǎn)生率(TPR)值;各個(gè)區(qū)域中子通量以及中子能譜分布情況揭示了實(shí)驗(yàn)?zāi)K的邊緣效應(yīng)以及中間區(qū)域能譜最能代表原包層的中子能譜。然后在該方案基礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)K進(jìn)行敏感性分析，對(duì)比了加反射層對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)K的影響，發(fā)現(xiàn)加反射層能提高實(shí)驗(yàn)?zāi)K的TPR值，綜合考慮能譜，TPR以及經(jīng)濟(jì)等因素，加鋼反射層是較好的選擇。其次，在調(diào)研過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，中子源信息對(duì)于實(shí)驗(yàn)的結(jié)果有較大影響，為了了解中子源對(duì)于整個(gè)實(shí)驗(yàn)影響大小，對(duì)比了點(diǎn)源和非點(diǎn)源對(duì)于整個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)?/p>