ITER中国固态实验包层三维Monte Carlo中子学性能分析

摘要

中子学性能分析在国际热核实验堆(ITER)实验包层模块(TBM)的评估检验中起着重要作用,可以为TBM及其它相关系统的设计提供数据。论文以中国ITER氦冷固态实验包层(HCSB-TBM)3×6模块为计算模型,对其进行了三维中子输运计算和活化计算。其中中子输运计算采用蒙卡程序MCNP,分析了产氚率和核热沉积等中子学特性。在此基础上采用欧洲活化分析系统EASY-2007对HCSB-TBM进行了活化计算,包括活度、余热和接触剂量率等活化特性。在ITER运行因子为0.22时,当前模块的产氚率为13.39mg/d,总核热为0.505MW。TBM活化后的材料经过100年冷却后,可以通过简单的程序进行回收。结果可为TBM的优化设计及下步工作提供重要的理论参考依据。

目录

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第一章 引言

1.1 核聚变及其实现

1.1.1 核聚变反应

1.1.2 国际热核实验堆ITER简介

1.2 ITER实验包层及其研究进展

1.3 本论文的意义及主要内容

第二章 计算方法、程序及核数据库

2.1 中子输运理论

2.1.1 中子输运及求解概述

2.1.2 燃耗过程及其模拟

2.2 蒙特卡罗方法与MCNP

2.2.1 蒙特卡罗方法

2.2.2 MCNP程序

2.3 活化分析系统与FISPACT

2.3.1 EASY-2007

2.3.2 FISPACT-2007

2.4 核数据库

2.5 本章小结

第三章 中国固态实验包层3×6模块中子学计算与分析

3.1 引言

3.2 计算模型的建立

3.2.1 几何结构描述

3.2.2 建立MCNP几何模型

3.3 产氚计算与分析

3.3.1 产氚反应

3.3.2 ~6Li富集度对HCSB-TBM产氚的影响

3.3.3 TBM产氚率

3.4 核热沉积计算与分析

3.5 中子学计算典型结果比较分析

3.6 总结

第四章 中国固态实验包层3×6模块活化特性计算分析

4.1 背景介绍

4.2 计算方法及条件

4.3 计算结果和分析

4.3.1 活度

4.3.2 衰变余热

4.3.3 接触剂量率及其主导核素

4.4 活化特性典型结果比较分析

4.5 废料的评估

4.5.1 废料评估标准

4.5.2 评估结果

4.6 结论

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢

附录

在硕士期间发表的学术论文和参加科研情况