水冷包層中子學實驗模塊設計與分析.pdf

1、聚變中子學實驗對于整個聚變堆的研究都有著重要的作用。包層作為聚變堆的關鍵部件之一，起著產氚，能量傳輸，屏蔽等作用，開展聚變堆包層中子學實驗對于驗證包層特有的中子能譜、核數據庫、產氚性能等參數有著重要的意義。
　　本論文針對中科院等離子體所為中國聚變工程實驗堆(CFETR)設計的水冷陶瓷增殖劑包層基本方案，開展了水冷陶瓷增殖劑包層中子學積分實驗模塊設計研究。通過確定實驗模塊的尺寸、選定實驗模塊的基本結構組成以及選擇實驗模塊的材料等步

2、驟完成了水冷包層實驗模塊初步方案。這個方案的實驗模塊的尺寸是50cm(X)×59.1cm(Y)×50cm(Z)，為保持中子學實驗模塊具有CFETR水冷包層的特征，在設計的方案中保持中子學實驗模塊徑向布置與CFETR水冷包層基本一致。整個實驗模塊由3個氚增殖區(qū)，2個中子倍增區(qū)，3個冷卻板以及第一壁，鎢保護層，背板組成，并在設計方案的實驗模塊中布置碳酸鋰探測器進行氚測量。
　　在初步方案的基礎上，進行中子學分析，獲得了實驗模塊各區(qū)域的

3、中子能譜以及氚產生率(TPR)值;各個區(qū)域中子通量以及中子能譜分布情況揭示了實驗模塊的邊緣效應以及中間區(qū)域能譜最能代表原包層的中子能譜。然后在該方案基礎上，對實驗模塊進行敏感性分析，對比了加反射層對實驗模塊的影響，發(fā)現(xiàn)加反射層能提高實驗模塊的TPR值，綜合考慮能譜，TPR以及經濟等因素，加鋼反射層是較好的選擇。其次，在調研過程中發(fā)現(xiàn)，中子源信息對于實驗的結果有較大影響，為了了解中子源對于整個實驗影響大小，對比了點源和非點源對于整個實驗模