加速器驅(qū)動次臨界系統(tǒng)次臨界度測量方法的研究.pdf

1、如何對加速器驅(qū)動次臨界系統(tǒng)（Accelerator Driven Subcritical System，ADS）的次臨界度進(jìn)行在線監(jiān)測是實(shí)現(xiàn)ADS安全運(yùn)行的關(guān)鍵問題。由于外源驅(qū)動次臨界堆獨(dú)特的物理特性，使得目前在臨界反應(yīng)堆中廣泛應(yīng)用的基于點(diǎn)堆模型發(fā)展起來的傳統(tǒng)反應(yīng)性測量方法很難應(yīng)用于該系統(tǒng)的次臨界度監(jiān)測。在先前的工作中，從基礎(chǔ)的堆物理理論出發(fā)，基于有外源條件下次臨界堆內(nèi)的穩(wěn)態(tài)中子通量密度分布既跟系統(tǒng)的本征函數(shù)有關(guān)也跟系統(tǒng)的本征值有關(guān)的特

2、性，提出了通過少量的測量獲取次臨界堆內(nèi)通量密度空間分布形狀的信息，進(jìn)而由這些信息來監(jiān)測反應(yīng)堆次臨界度的方法，并且已經(jīng)初步驗(yàn)證了該方法的可行性。相比于傳統(tǒng)反應(yīng)性測量方法，該方法具有應(yīng)用簡便、不受外源強(qiáng)度波動影響等優(yōu)點(diǎn)，也避免了傳統(tǒng)方法其測量易受空間效應(yīng)干擾的困難。 本文首先對由中子通量空間分布形狀確定反應(yīng)堆次臨界度方法的理論基礎(chǔ)和物理機(jī)制進(jìn)行了闡述，然后分別針對IAEA ADS，啟明星1＃以及日本的KUCA基準(zhǔn)題對該方法進(jìn)行了可行

3、性驗(yàn)證，得出理想的結(jié)果。接著著重針對用于表征中子通量空間分布形狀的特性參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，分別從探測器在堆芯中的布置和數(shù)量進(jìn)行分析。最后從工程應(yīng)用的角度，分別以IAEA ADS基準(zhǔn)題和日本京都大學(xué)ADS實(shí)驗(yàn)裝置KART為例，對核燃料燃耗、有控制棒插入以及功率反饋情況下，該方法的潛力進(jìn)一步進(jìn)行了研究，研究結(jié)果表明，對核燃料燃耗和功率反饋這樣的情況，本論文基于在線通量分布測量來測定次臨界度的方法照樣適用；而對有控制棒插入的情況，通過引入相應(yīng)的修