脉冲堆反应性测量系统的研制

研制了基于脉冲堆核测量系统探测器的数字反应性仪。选择适合该堆动态反应性实时监测的数值计算和数字滤波方法,研究了落棒法和插棒法测量控制棒价值的空间效应的修正方法。经过在脉冲堆上测量验证,结果令人满意。     

插棒法空间效应修正因子计算中MC方法的应用

研究了MC方法在插棒法空间效应修正因子计算中的应用。用MCNP／4B计算了脉冲堆稳态堆芯第一循环插棒前后探测器位置的中子注量率,得到了探测器位置的空问因子。设计了修正空间效应的方法,并用该方法测量了脉冲堆所有控制棒的积分价值,结果令人满意。     

脉冲堆动态引发过程中初始反应性的测量

提出了脉冲堆动态引发过程中初始反应性测量的当量外推方法,由逆动态反应性测量系统、控制棒定位监测系统和裂变脉冲波形测量系统共同获得的数据而得到系统的反应性。此方法在裂变脉冲动态引发实验中成功地得到了应用,获得了初始反应性及其分布。     

动态刻棒方法研究及其试验验证

动态刻棒方法基于逆动态方法,通过引入静态空间因子(SSF)和动态空间因子(DSF)改善测量精度。采用堆芯三维稳态和瞬态计算模拟测量过程,得到空间因子。在某研究堆上开展了动态刻棒方法试验验证,结果表明动态刻棒方法具有较高的测量精度,具备取代传统方法的能力。     

CFR600核设计中控制棒价值非均匀效应的群常数修正方法研究

CFR600堆芯反应性控制和停堆仅使用控制棒，其价值计算的准确性对核设计至关重要。CFR600核设计计算中，组件使用直接体积均匀化，不考虑非均匀效应。但控制棒非均匀效应较强，需进行修正。本文研究控制棒非均匀效应的群常数修正方法，推导通量权重和反应性等效方法的理论计算公式；结合细网差分程序，开发完成群常数修正计算程序CREC；对CFR600安全棒和补偿棒的12群群常数进行修正计算研究，并验证了控制棒价值非均匀修正的计算结果。通量权重和反应性等效方法的计算结果与参考值吻合较好，此两种方法均可对控制棒价值非均匀效应进行有效修正。     

西安脉冲反应堆在非脉冲瞬态工况下的动态特性研究

西安脉冲堆仪表与控制系统正在进行数字化改造，需要一套动态特性分析程序提供非脉冲瞬态工况下实时变化的功率和燃料温度等参数。本文在以往铀氢锆脉冲堆经典分析程序的基础上，对堆芯物理模型进行了优化和补充，建立了西安脉冲堆动态特性分析模型，开发了可用于非脉冲瞬态工况分析的西安脉冲反应堆动态特性分析程序（XPRDCA），开展了堆上实验，将程序的计算结果与堆上实验结果进行了对比，并研究了燃料温度反应性系数和气隙传热系数对动态特性的影响。结果表明，程序计算结果和堆上实验结果符合较好，采用优化后模型的动态特性分析程序计算速度显著提升。该程序可以用于数字化仪表与控制系统的设计和调试。      

用空间积分脉冲中子源法测量负反应性

用脉冲中子源法测量反应堆的负反应性,如按通常的点堆模型导出的方程进行实验数据处理时,则空间效应非常严重,不能得到准确结果。为了克服上述困难,本文从空间动态方程出发,导出测量负反应性的空间积分表达式。并在铀-水栅零功率装置上测量了两种布置方案的控制棒价值。被测的负反应性范围为(5—8)β。同时分析了用点堆模型导出的几种方法的可靠程度。     

反应堆物理试验用便携式数字反应性仪的研制

反应堆物理试验中需进行反应性测量,为了测量反应性,研制了基于逆动态法原理的可消除空间效应的便携式数字反应性仪。详细叙述了数字反应性仪的物理模型、硬件设计、软件设计、动态跟踪法和可消除空间效应的落棒法测量模式以及堆上考验试验情况。     

快堆控制棒组件非均匀效应修正方法研究

控制棒组件是快堆控制系统和安全保护系统的重要组成部分,快堆控制棒价值的准确求解至关重要。基于PASC?5程序的快堆少群均匀化群常数计算中使用直接体积均匀化方式,这会导致控制棒价值严重高估,必须对控制棒组件的非均匀效应进行修正。基于群常数修正的思路,本论研究了体积?通量权重、反应率之比守恒和反应性守恒3种方法在快堆控制棒组件非均匀效应修正中的应用;基于二维特征线程序开发了群常数修正因子计算程序FRHP。通过中国实验快堆算例进行测试验证,修正后的控制棒价值计算结果与MCNP计算的参考结果符合较好,表明3种方法均能对控制棒组件的非均匀效应实现有效修正,其中反应性守恒方法修正效果最好。     

用硼中毒法进行脉冲堆控制棒效率和总后备反应性测量

本文介绍了在脉冲堆零功率物理实验中,利用硼中毒法测量反应性的原理和方法,给出了脉冲堆堆芯的硼微分价值、控制棒效率和总后备反应性的实验结果。还利用硼中毒法和脉冲中子源法配合进行脉冲堆控制棒之间反应性干涉效应的实验研究,取得了初步结果。     

数值反应堆多物理多尺度耦合技术进展研究

介绍了数值反应堆的基本概念,详细调研了国际上针对数值反应堆开展的研发项目,如轻水堆先进仿真联盟（CASL）、欧洲核反应堆仿真通用平台（NURESIM）和核能先进仿真与建模（NEAMS）项目,总结了多物理耦合及多尺度耦合技术的国内外研究现状,并结合研究现状指出材料腐蚀行为与流动传热、中子物理共同作用下的多物理耦合机理、基于统一网格求解的高保真耦合程序开发是数值反应堆技术发展的重点方向。      

西安脉冲反应堆半实物仿真系统设计研究

为了给在建中的西安脉冲堆数字化仪表与控制系统提供调试用模拟信号源、验证功率调节方法以及人员培训等,研制了一套西安脉冲反应堆半实物仿真系统。提出了半实物仿真系统的设计思想,设计了系统框架。改进了堆芯仿真物理模型,使用MATLAB编制了堆芯实时仿真程序。采用组态王软件编制了人机界面,采用可编程控制器S7-200进行棒位控制和棒位测量。研制了控制棒驱动机构模拟件、信号发生器和手动操作盘等多个硬件设备,建立了系统内部的通讯。在该半实物仿真系统上模拟了升、降控制棒的功率变化和发射脉冲后的脉冲参数,与堆上实验结果符合较好,测量了信号发生器的输出信号,与预期一致。结果表明,该半实物仿真系统能够实现设计目的且性能良好。      

西安脉冲堆方波运行功率调节方法研究

本文建立了数字化功率调节系统在方波运行下的自动控制方法,提出了新的功率调节系统投入时刻设计方案,给出了调节棒初始棒位和发射脉冲棒后堆芯正反应性大小的建议,设计了数字化系统的方波运行功率调节方法,使用西安脉冲堆仿真程序XPRSC对设计方法进行了优化和验证。结果表明,该方法可实现更宽定值功率范围内的方波运行,能为堆上试验提供理论指导。     

Benchmark Analysis of TRIGA Mark II Reactivity Experiment Using a Continuous Energy Monte Carlo Code MCNP

The benchmark analysis of reactivity experiments in the TRIGA-II core at the Musashi Institute of Technology Research Reactor (Musashi reactor, 100 kW) was performed by a three-dimensional continuous-energy Monte Carlo code MCNP4A. The reactivity worth and integral reactivity curves of the control rods as well as the reactivity worth distributions of fuel and graphite elements were used in the validation process of the physical model and neutron cross section data from the ENDF/B-V evaluation. The calculated values of integral reactivity curves of the control rods were in agreement with the experimental data obtained by the period method. The integral worth measured by the rod drop method was also consistent with the calculation. The calculated values of the fuel and the graphite element worth distributions were consistent with the measured ones within the statistical error estimates. These results showed that the exact core configuration including the control rod positions to reproduce the fission source distribution in the experiment must be introduced into the calculation core for obtaining the precise solution. It can be concluded that our simulation model of the TRIGA-II core is precise enough to reproduce the control rod worth, fuel and graphite elements reactivity worth distributions.     

启明星Ⅱ号安全控制部件的实验验证

启明星Ⅱ号零功率装置（启明星Ⅱ号）所设计的安全控制部件有安全棒和调节棒，这些控制部件是反应堆安全运行的关键。本文采用逆动态反应性计测量的方法对所选定的控制部件的反应性价值进行了实验测量，并与理论计算结果进行了比较。结果表明，安全控制部件的反应性价值的实验测量结果与理论计算结果的相对偏差为4.46%，二者吻合较好。安全棒系统经力学分析评定，结果表明不会出现卡棒现象，能实现快速停闭反应堆的目的。安全棒系统、调节棒系统的机械性能经堆上反复实验验证，各系统性能稳定可靠，重复性好。     

确定论数值反应堆程序NECP-X的开发及应用

数值反应堆是基于大规模并行计算平台,利用先进的物理模型和数值模拟算法,采用精细化建模,从而精确模拟反应堆在正常运行与事故工况中发生的各类物理现象的模拟技术。西安交通大学NECP团队基于自研的多群和连续能量数据库,提出了全局 局部耦合输运计算方法、大规模并行的2D/1D耦合输运方法等,开发了基于确定论方法的数值反应堆物理程序NECP X,并在此基础上实现了物理 热工 燃料性能分析的多物理耦合模拟计算。基于该程序及其耦合系统,在商用大型压水堆、研究堆和实验堆中进行了验证应用。数值结果表明,NECP X程序及其耦合系统可准确预测反应堆在运行过程中的关键安全参数随时间的演变情况,如有效增殖因数、功率、温度、应力、间隙宽度等,可为商用大型压水堆、研究堆和研究堆的设计及安全分析提供可靠的工具。