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原子核物理评论 2014年第4期31卷 550-554页

作者：李军罗文肖拥军宋英明朱志超郭谦李卓成南华大学核科学技术学院湖南衡阳421001 新疆辐射环境监督站乌鲁木齐830011

采用国际开源程序包Geant4,构建高能质子束轰击加速器驱动次临界系统(ADS)散裂靶的物理模型,模拟计算质子轰击液态金属铅、铅-铋合金和汞靶的泄漏中子谱分布,以及计算不同能量质子对应的铅靶泄漏中子产额和轴向积分分布,获得1 Ge V质子... 详细信息

采用国际开源程序包Geant4,构建高能质子束轰击加速器驱动次临界系统(ADS)散裂靶的物理模型,模拟计算质子轰击液态金属铅、铅-铋合金和汞靶的泄漏中子谱分布,以及计算不同能量质子对应的铅靶泄漏中子产额和轴向积分分布,获得1 Ge V质子对应的铅圆柱靶优化参数,考虑入射质子的利用率和整个堆芯的体积质量,优化靶半径范围为16～24 cm,靶高为100 cm,相关研究结果可为(ADS)散裂靶的物理和工程设计提供理论依据。

关键词：散裂靶 Geant4模拟中子泄漏谱参数优化加速器驱动次临界系统

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加速器驱动次临界系统堆顶辐射特征研究

加速器驱动次临界系统堆顶辐射特征研究

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作者：李斌中国科学技术大学

学位级别：博士

加速器驱动次临界系统（ADS）因其对高放射性核废料的嬗变能力及其固有安全性,被国际原子能机构称为“下一代先进核能系统”,吸引了国际上众多单位的关注和研究。辐射屏蔽是保障核能安全的重要屏障,是ADS装置研究的关键内容之一。由于AD... 详细信息

加速器驱动次临界系统（ADS）因其对高放射性核废料的嬗变能力及其固有安全性,被国际原子能机构称为“下一代先进核能系统”,吸引了国际上众多单位的关注和研究。辐射屏蔽是保障核能安全的重要屏障,是ADS装置研究的关键内容之一。由于ADS装置耦合了加速器、散裂靶、次临界堆三大系统,其束流管道直接伸入堆芯辐射最强的区域,在辐射屏蔽方面与一般的核能系统有很大不同,如：顶盖以上空间的辐射除了受到堆内粒子贯穿顶盖的影响,还有束流管道粒子泄漏及加速器运行时束流损失的贡献,此外ADS系统中粒子种类也较多,包括带电粒子、高能散裂中子、裂变中子、其他次级粒子等,现有的屏蔽计算方法和工具难以适用。本文利用核设计与安全评价软件系统SuperMC等程序,针对ADS堆顶辐射特征的关键问题开展研究,主要工作及创新性如下：（1）ADS器靶堆耦合源项计算方法研究：现有的直接模拟法难以满足工程设计对计算效率的要求,而一般分步输运模拟法对散裂中子源进行了近似处理,难以保证后续计算的准确性。在详细分析散裂靶内粒子级联反应过程特征的基础上,首次提出了一种基于“族谱”关系进行散裂源中子识别与筛选的器靶堆耦合源项计算方法。该识别与筛选原则,充分考虑了散裂中子的所有子父代关系,有效剔除了关系链上的重复中子,提高器靶堆耦合源项计算的准确性。通过散裂靶例题测试,结果表明该方法在保证精度的前提下提高了计算的效率。（2）ADS堆顶辐射屏蔽研究：基于250MeV质子驱动的10MW次临界反应堆的设计,研究ADS堆顶辐射特征,分析堆内粒子通过顶盖贯穿、质子管泄漏及加速器束流损失三种源项对堆顶辐射场的贡献。分析发现,在ADS堆顶屏蔽设计中,由加速器束流损失造成的次级辐射场是不可忽略的。基于上述堆顶辐射特征,提出了一个初步能够满足运行工况下要求的质子管局部屏蔽方案。（3）针对未来ADS示范堆,研究高能入射质子对ADS堆顶辐射特征的影响：首先根据散裂中子产额随入射质子能量变化情况,确定出单位能量的产额缓慢变化（即拐点）处的能量。随后,在给定次临界度和堆芯功率情况下,评估该能量下的的质子入射下,粒子通过堆顶贯穿、质子管泄漏及束流损失对堆顶辐射场的影响。结果发现,堆顶中子通量和剂量水平增幅不大,而且堆顶大绝大部分区域的剂量主要是由束流损失产生的次级辐射贡献的。

关键词：加速器驱动次临界系统堆顶辐射屏蔽蒙特卡罗散裂中子束流管道泄漏束流损失

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加速器驱动次临界系统(ADS)中子动力学模拟方法研究

加速器驱动次临界系统(ADS)中子动力学模拟方法研究

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作者：吴超宇南华大学

学位级别：硕士

加速器驱动次临界系统(ADS)是依靠质子打靶产生的散裂中子为外源来维持次临界反应堆运行的核反应装置,是嬗变核废料的有效手段。能量极高的外源的加入极大地改变了堆芯功率分布和增加了中子动力学的复杂性。传统的确定论方法计算结果要... 详细信息

加速器驱动次临界系统(ADS)是依靠质子打靶产生的散裂中子为外源来维持次临界反应堆运行的核反应装置,是嬗变核废料的有效手段。能量极高的外源的加入极大地改变了堆芯功率分布和增加了中子动力学的复杂性。传统的确定论方法计算结果要依赖于带高能散裂外中子谱的次临界堆芯材料中子宏观反应截面的准确度。为增加研究加速器驱动次临界堆的中子动力学特性的方法,本文研究了时空变量分离方法与MCNP程序相结合的方法,利用MCNP对加速器驱动次临界系统内的中子注量率分布进行计算,并通过一系列的公式推导,给出了幅度函数计算所需的中子动力学参数。针对一个散裂源的ADS次临界堆内的中子动力学过程进行初步模拟,求解了形状函数和其他一系列中子动力学参数。对该模型在外源的阶跃变化情况下进行了模拟计算,计算结果与理论分析相一致。编写了基于点堆方程的加速器驱动次临界瞬态过程的模拟程序。用该程序对LBE-XADS堆的束流中断工况进行了模拟,验证了该程序的正确性,又对ADS系统的瞬态特性进行了分析。冷却剂的大量流失可能对次临界堆的安全有重大影响,可采取关闭加速器的方法来保证安全。加速器束流的增大和冷却剂入口温度的变化都会导致次临界堆功率的变化,但不久就会达到新的稳态。

关键词：加速器驱动次临界系统中子动力学 MCNP 动态模拟

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加速器驱动次临界系统的中高能质子轰击厚靶中子学实验研究

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原子能科学技术 2002年第6期36卷 554-557页

作者：郭士伦李丽史永谦申庆彪万俊生 R.Brandt P.Vater B.A.Kulakov M.I.Krivopustov A.N.Sosnin 中国原子能科学研究院核物理研究所北京102413 西北核技术研究所陕西西安710024 Kernchemie UniversitatMarburg JointInstituteforNuclearResearch

利用俄罗斯杜布纳联合核子研究所的高能加速器进行加速器驱动次临界系统 (ADS)靶区中子学研究。用 0 .5 33、1 .0、3.7和 7 4GeV质子轰击U(Pb)、Pb和Hg靶的测量结果表明 :U(Pb)和Pb与Hg靶的中子产额比分别为 ( 2 0 1± 0 1 0 )和 ... 详细信息

利用俄罗斯杜布纳联合核子研究所的高能加速器进行加速器驱动次临界系统 (ADS)靶区中子学研究。用 0 .5 33、1 .0、3.7和 7 4GeV质子轰击U(Pb)、Pb和Hg靶的测量结果表明 :U(Pb)和Pb与Hg靶的中子产额比分别为 ( 2 0 1± 0 1 0 )和 ( 1 76± 0 33) ,从获得较强中子的角度看 ,Hg作为ADS靶是不利的 ;沿厚 2 0cm靶的中子产额随入射质子穿透深度增大而下降 ,质子能量越低 ,中子产额下降越快 ,为在较大厚度范围内获得较均匀的中子场 ,质子能量不应低于 1GeV ;不同能量质子产生的次级中子能谱相近 ,但随质子能量提高 ,较高能量中子的比例逐渐增大。

关键词：高能质子实验研究加速器驱动次临界系统厚靶中子学

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加速器驱动次临界系统的MCNP多群数据库制作及参数敏感性研究

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现代应用物理 2016年第2期7卷 7-12,43页

作者：张信一江新标郭和伟王立鹏张良姜夺玉西北核技术研究所西安710024 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室西安710024

针对加速器驱动次临界系统（accelerator driven subcritical system,ADS)堆芯内快中子份额大、多核素共振现象较强、液态铅锯（Pb-Bi)合金冷却剂中子增殖的特点，开发了一套用于ADS燃耗分析的MCNP多群数据库制作程序。基于最新的ENDF/B... 详细信息

针对加速器驱动次临界系统（accelerator driven subcritical system,ADS)堆芯内快中子份额大、多核素共振现象较强、液态铅锯（Pb-Bi)合金冷却剂中子增殖的特点，开发了一套用于ADS燃耗分析的MCNP多群数据库制作程序。基于最新的ENDF/B-1.1和JENDL40评价库，制作了30群阶数据库，对影响MCNP多群计算精度的能群结构、散射角分布、（n，2n)和（n，3n)反应截面进行了敏感性研究，并利用快谱基准装置和ADS堆芯模型进行了验证。结果表明，制作的多群数据库达到了较高的计算精度，计算效率较连续能量点截面MCNP程序提高1.3倍。

关键词：加速器驱动次临界系统 MCNP 多群数据库敏感性

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应用于加速器驱动次临界系统的程序开发

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西安交通大学学报 2003年第3期37卷 298-301页

作者：蒋校丰谢仲生西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

开发了应用输运理论方法的两套程序系统 :蒙特卡罗燃耗程序系统和输运燃耗程序系统 .针对蒙特卡罗程序不能计算燃料的同位素成分变化 ,提出将它和燃耗计算程序耦合以完成燃耗计算 .燃耗程序所使用的单群截面由蒙特卡罗程序计算 .将... 详细信息

开发了应用输运理论方法的两套程序系统 :蒙特卡罗燃耗程序系统和输运燃耗程序系统 .针对蒙特卡罗程序不能计算燃料的同位素成分变化 ,提出将它和燃耗计算程序耦合以完成燃耗计算 .燃耗程序所使用的单群截面由蒙特卡罗程序计算 .将用于常规反应堆的计算方法和策略推广到输运燃耗程序系统 ,这使得计算步序大大简化 ,并改进了精度 .对加速器驱动次临界系统的基准题进行了校核计算 ,其结果和其他国家的计算结果符合良好。

关键词：程序开发输运理论燃耗计算加速器驱动次临界系统基准题核反应堆输运-燃耗程序系统

来源：评论

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加速器驱动次临界系统(ADS)与核能可持续发展

加速器驱动次临界系统(ADS)与核能可持续发展

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中国核能行业协会2008年中国核能可持续发展论坛

作者：赵志祥夏海鸿中国原子能科学研究院

核废物最少化是核裂变能可持续发展的关键问题。加速器驱动次临界系统(ADS)是一种高效的核废物嬗变器(或焚烧炉),是解决核废物的关键技术。文章主要介绍了ADS的基本原理及其对先进加速器、先进冷却性技术等方面的带动作用,并对各国ADS... 详细信息

核废物最少化是核裂变能可持续发展的关键问题。加速器驱动次临界系统(ADS)是一种高效的核废物嬗变器(或焚烧炉),是解决核废物的关键技术。文章主要介绍了ADS的基本原理及其对先进加速器、先进冷却性技术等方面的带动作用,并对各国ADS的研究现状进行了比较,最后提出了ADS发展必须解决的关键问题及其与国内核能发展的关系。

关键词：加速器驱动次临界系统核废物核裂变能可持续发展

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加速器驱动次临界系统(ADS)

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中国基础科学 2012年第6期14卷 F0003-F0003页

来源：评论

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嬗变核废料的加速器驱动次临界系统关键技术研究

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广东输电与变电技术 2009年第6期11卷 64-64页

人们在享受核电带来的巨大好处时，也不得不面对核电产生的核废料，尤其是长寿命核废料，包括次量锕系核素（MA）和长寿命裂变产物（LLFP）的最终处理处置难题。分离和嬗变可以在充分利用资源的同时，大大降低核废料的毒性和体积，采用... 详细信息

人们在享受核电带来的巨大好处时，也不得不面对核电产生的核废料，尤其是长寿命核废料，包括次量锕系核素（MA）和长寿命裂变产物（LLFP）的最终处理处置难题。分离和嬗变可以在充分利用资源的同时，大大降低核废料的毒性和体积，采用分离和嬗变的技术路线，结合必要的少量高放废物的深埋处置是处理、处置MA和LLFP的合理选择。

关键词：加速器驱动次临界系统技术路线核废料嬗变处理处置裂变产物锕系核素高放废物

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加速器驱动次临界钍焚烧堆初步中子学设计与分析

引用

核科学与工程 2017年第6期37卷 895-901页

作者：李原野王明煌廉超蒋洁琼中国科学技术大学安徽合肥230027 中国科学院核能安全技术研究所安徽合肥230031

本文针对加速器驱动次临界系统进行钍资源利用的优势,提出了铅基加速器驱动次临界钍焚烧堆(CLEAR-Th)概念。该概念采用钍钚混合氧化物燃料,冷却剂采用液态铅铋,T91钢作为包壳材料和结构材料,初始有效增殖因数keff设计为0.98,1.5GeV能量... 详细信息

本文针对加速器驱动次临界系统进行钍资源利用的优势,提出了铅基加速器驱动次临界钍焚烧堆(CLEAR-Th)概念。该概念采用钍钚混合氧化物燃料,冷却剂采用液态铅铋,T91钢作为包壳材料和结构材料,初始有效增殖因数keff设计为0.98,1.5GeV能量的质子流强工作在10mA以内,使用大型集成中子学计算与分析系统VisualBUS和混合评价核数据库HENDL进行计算分析。初步结果表明:CLEAR-Th设计实现了稳定焚烧钍产能的设计目标,有望实现稳定的闭式钍铀燃料循环,并具有长寿命次锕系物质生成量低、固有安全性良好等特点。

关键词：钍加速器驱动次临界系统中子学

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