离子源及厚靶参数对氘氚反应中子源中子产额的影响

用厚靶氘氚(D-T)反应中子产额的计算方法模拟计算了入射氘离子能量为120 keV时D-T中子源的中子产额。研究了氘离子源产生的束流中单原子氘离子(D+)及双原子氘离子(D2+)比例对中子产额的影响。结果表明,提高D+比例,同时降低D2+比例将有效提高中子产额。另外还研究了不同靶膜材料及组分引起的中子产额变化。表明中子产额与靶膜中氚的含量成正比,与靶膜元素的原子质量成反比。同时分析讨论了离子源品质及靶参数对中子源整体性能的影响,得出离子源束流品质的提高对中子源整体的设计至关重要。最后,模拟计算了靶膜表面有氧化层情况下中子产额的变化,并与实验结果作了对比。在此基础上提出了一种新的靶设计方案,并对其物理可行性进行了研究。     

含表面层的厚靶D-T中子产额计算

本文给出一种含表面层氚钛靶D-T反应中子产额的计算方法,并开发了相应的数值计算程序。以氧化层为TiO2为例,定量计算了D核在TiO2中的深度分布统计及透过率、200keV的D核穿过不同厚度TiO2的能量分布函数、D核入射含不同厚度氧化层TiT1.0的D-T中子产额和不同能量D核入射固定厚度氧化层TiT1.0的D-T中子产额。结果显示,中子产额随氧化层厚度的增加而减小,对于200keV的D核入射到含TiO2氧化层的TiT1.0厚靶,当TiO2厚度为0.1μm时,损失约10%的中子产额,厚度为0.2μm时,损失约20%的中子产额。本方法可推广到其他类型表面层(如污染层、保护层等)的中子产额计算,可用于中子发生器用靶的结构设计和中子产额评估。     

钛膜表面氧化层对吸氘性能的影响

利用金属氢化物热力学和动力学参数测试系统对表面具有氧化层的钛膜进行了恒温吸氘和变温吸氘实验。结果表明：试样恒温吸氘时。吸氘速率随氧化层厚度的增加而变慢，达到吸氘平衡的时间也变长；试样变温吸氘时，在相同的升温速率和相同的初始氘气压力下，吸氘温度随氧化层厚度的增加而升高，表明钛膜表面氧化层具有一定的阻氘性能。     

基于固体靶的D-T和D-D中子源特性模拟计算

基于氚(氘)钛固体靶,利用TARGET程序结合实际的氚(氘)靶和靶室建模,对D-T中子和D-D中子的能量和微分截面角分布、氘离子能量损失率和平均能量、中子平均能量和能散、反应率在氚(氘)钛靶中的深度分布、中子注量率谱和中子产额进行了计算,获得了D-T和D-D中子的相关特性参数。计算结果可为在其他蒙特卡罗模型中精确描述各项异性中子源提供数据,对中子能量单色性和中子产额等指标的选择提供了参考数据。     

厚靶T(d,n)4He反应加速器中子源的中子产额、能谱和角分布

本文给出一种氚钛厚靶氘氚反应加速器中子源的中子产额、能谱和角分布的计算方法,并开发了相应的计算模拟程序.用自行开发的计算程序计算了入射氘束流能量低于1.0 MeV时加速器中子源的中子产额、能谱和角分布,给出了氚钛厚靶的一些典型计算结果,并对结果的可靠性进行分析.     

强流氘氚中子源用TiD2靶膜制备技术研究

基片镀膜是氘/氚靶制备过程的重要工序,靶膜的性能直接影响充氘及中子实验。本文对去除表面污渍和氧化层后的基片采用磁控溅射进行镀膜,研制性能优良的强流氘氚中子源用靶膜。采用扫描电镜观察膜层表面外观形貌,根据称重法用电子天秤测量理论膜厚,使用划痕仪分析膜层结合力,并通过电子探针分析膜层的杂质元素含量来表征靶膜的性能。结果表明,磁控溅射镀膜后膜层颗粒度细小、分布均匀,同时膜层表面杂质小于6.0%。镀膜后基片的活化充氘实验表明,氘/钛(原子比)最高可达1.98,满足中子产额实验要求,可进行后续中子实验。     

厚靶T(d,n)4He反应加速器中子源的中子产额、能谱和角分布

本文给出一种氚钛厚靶氘氚反应加速器中子源的中子产额、能谱和角分布的计算方法,并开发了相应的计算模拟程序。用自行开发的计算程序计算了入射氘束流能量低于1.0MeV时加速器中子源的中子产额、能谱和角分布,给出了氚钛厚靶的一些典型计算结果,并对结果的可靠性进行分析。     

用D-D反应对自生靶膜最佳厚度的研究

本文用D-D反应对密封中子发生器用钛膜自生靶膜最佳厚度做了实验研究。在对实验结果分析的基础上,提出选择自生靶膜最佳厚度的一般原则,并得出在130 keV氘离子轰击下钛膜自成靶的最佳厚度为1.25～1.55μm,该靶在82.5μA束流轰击下D-D反应中子产额为6.5×10~6n/s。     

用于中子测井的自成靶密封中子管性能评价

采用自成靶工艺,研制了SNT-DT/25型密封氘氚中子管,对其工作温度、使用寿命、功耗、中子产额及其稳定性等性能参数进行了测试。结果表明:中子管使用温度可达175℃,最高中子产额≥1×109 n/s,中子产额浮动≤10%;在靶极电压-80kV、阳极电流300μA、靶流80μA的工作条件下,中子产额可达1×108 n/s,中子管的性能指标完全满足中子测井使用要求。此外,本文还对中子产额随靶极电压、阳极电流的影响进行了分析。     

利用伴随α粒子能谱分析固体氚靶中氚浓度深度分布

在目前的氘氚中子发生器源中子分析过程中,固体氚靶中氚浓度深度分布信息的缺失是普遍遇到的问题。为解决此问题,本文建立了利用伴随粒子能谱反演氚浓度深度分布的模型,采用来自氚钛靶的α实验能谱作为模型测试对象,通过该模型获得了氚钛靶中氚浓度深度分布的数据。结果表明,氚浓度随氚钛靶深度的增加呈双峰趋势,两峰之间的氚浓度波谷位于靶中0.94 μm处,该深度正是入射氘粒子的射程极限。所得的氚浓度深度分布趋势与其他实验方法测量结果相符,表明该模型能为氘氚中子发生器的源中子分析提供即时的氚浓度深度分布信息。     

加速器驱动洁净能系统中的燃耗行为分析

研究了加速器驱动洁净核能系统（ADS）次临界反应堆内核素的演化。分析结果表明：ADS具有嬗变长寿命核废物的能力。从快堆和热堆的比较可知,ADS的快堆具有输出功率大、长寿命超铀放射性废物的累积水平低、裂变产物对反应堆反应性和能量增益影响小等优点。这些优点在利用U－Pu燃料循环的次临界堆中十分明显。对于利用Th-U燃料循环的次临界堆,热堆和快堆都是可以工作的;而对于U－Pu燃料循环的系统,快堆则是较好的选择。     

田湾核电站冷却剂泵工作叶轮端部缺陷处理过程的核安全监督

江苏核电有限公司在对1号机组进行役前检查时,发现主泵工作叶轮的叶片端面与盖板连接处的焊接区域有缺陷.本文描述了北方监督站在缺陷的处理过程中所进行的核安全监督.     

反应堆压力容器堆芯筒体快速断裂分析

反应堆压力容器的堆芯筒体受中子辐照最高,是辐照脆化敏感的关键部位。为防止堆芯筒体的快速断裂,在核电工程设计中有必要对该部位进行断裂力学分析,采用法国《压水堆核岛机械设备设计和建造准则》(RCC-M)规定的2种断裂力学分析方法对某核电工程的压力容器进行详细的快速断裂力学分析。分析结果表明,反应堆压力容器堆芯筒体在运行过程中不会发生快速断裂。