反應(yīng)堆堆芯中子能譜在線測量方法研究.pdf

1、先進(jìn)核能系統(tǒng)研究的快速發(fā)展對核安全提出了更高的要求，同時堆內(nèi)核測量技術(shù)面臨更大的挑戰(zhàn)。中子能譜是反應(yīng)堆研究的核心參數(shù)之一，發(fā)展堆芯中子能譜的在線測量技術(shù)對提高核能系統(tǒng)安全有著重要意義。現(xiàn)有反應(yīng)堆堆芯的中子能譜主要采用離線活化法測量。在線能譜測量技術(shù)尚不完善，如3He、6Li夾心譜儀等測量技術(shù)存在抗輻照能力差，探測能量范圍有限或精度不滿足要求等缺點(diǎn)。發(fā)展高精度、寬量程的堆芯中子能譜在線測量技術(shù)已成為先進(jìn)核能系統(tǒng)測控研究的重要發(fā)展方向。本論

2、文通過借鑒多球譜儀的中子能譜測量原理，結(jié)合能夠在堆芯內(nèi)長期使用的電離室探測器，提出了一種新的堆芯中子能譜測量方法，即多閾值電離室的中子能譜在線測量方法。主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)包括:
　　(1)多閡值電離室能譜測量方法的蒙卡模擬研究。研究選用堆內(nèi)使用成熟的具有不同閾值的電離室探測器(235U裂變電離室、238U裂變電離室、包鎘NatB電離室)，結(jié)合“少道解譜”原理，利用解譜軟件對中子計數(shù)率信息進(jìn)行反演得到待測中子能譜。并分別利用參考中

3、子能譜(IAEA318號報告中的純裂變譜和鉛冷快堆譜)和中國鉛冷快堆(CLEAR)能譜對所提出方法進(jìn)行了可行性驗證。驗證時，首先利用蒙卡軟件SuperMC進(jìn)行建模并計算，獲得了探測器的響應(yīng)函數(shù);并利用SuperMC計算探測器在參考譜中子場中的計數(shù)率，通過解譜軟件，結(jié)合探測器計數(shù)率和響應(yīng)函數(shù)信息反演中子能譜，反演譜和參考譜在大多數(shù)能區(qū)吻合;再通過SuperMC模擬探測器在CLEAR堆運(yùn)行情況下的探測器計數(shù)率，且研究了3個不同位置的中子能譜

4、情況，計算結(jié)果表明，反演譜和初始譜在大多數(shù)能區(qū)內(nèi)吻合。參考譜和參考堆的模擬驗證計算結(jié)果表明，提出的中子能譜在線測量方法具備理論上的可行性。
　　(2)雙功能鋰鉛氚增殖包層(DFLL-TBM)模型中子學(xué)實驗數(shù)據(jù)分析。DFLL-TBM中子學(xué)實驗是中國科學(xué)院核能安全技術(shù)研究所為驗證DFLL-TBM模塊中子學(xué)性能開展的實驗。本研究完成了該實驗活化片反應(yīng)率的數(shù)據(jù)分析工作。同時，利用該實驗數(shù)據(jù)，研究實驗中3個不同位置布置的3組活化片計數(shù)率，采

5、用本研究開發(fā)的中子能譜在線測量方法對活化片的計數(shù)率信息進(jìn)行中子能譜解譜分析并與蒙卡計算軟件SuperMC的模擬計算結(jié)果進(jìn)行比對。結(jié)果表明，通過活化片計數(shù)率信息解出的中子能譜與計算譜吻合度優(yōu)于現(xiàn)有成熟解譜軟件的反演結(jié)果。最后，對該方法的敏感性、不確定度進(jìn)行了分析。
　　綜上所述，本論文發(fā)展了一種多閾值電離室的中子能譜在線測量方法，該方法具備反應(yīng)堆堆芯中子能譜在線測量的應(yīng)用潛力。研究通過數(shù)值計算和實驗數(shù)據(jù)分析相互驗證了該中子能譜測量方