加速器驱动次临界系统（ADS）与核能可持续发展

描述了ADS系统的主要技术特点和在我国核能可持续发展战略中的作用及地位;介绍了国内外ADS研究的状态和发展趋势;提出了ADS研发必须解决的关键技术问题及解决这些问题的时间表;分析了ADS研发与国内核能相关发展计划的关系;并就我国开展ADS的研发提出了一些建议。     

加速器驱动洁净核能系统的物理及技术基础研究2003年度进展

加速器驱动洁净核能系统(以下简称ADS)的物理及技术基础研究2003年度进展简况如下。 1 研究项目的组织与管理 1.1 集中目标、突出重点 根据中期评估的专家意见,对下一步的工作做了适当调整,将6个研究课题调整为5个:ADS方案优化研究(G1999022601),ADS反应堆物理基础研究(G1999     

ADS数据存档系统研制

ADS数据存档系统使用新的基于关系数据库的数据存档工具RDB Channel Archiver将ADS的束流运行参数、实时设备数据等信息存储到MySQL数据库中,以取代由EPICS提供的以文件为基础的存档工具Channel Archiver。ADS数据存档系统采用MySQL自动分区技术以弥补原始的RDB Channel Archiver在数据查询与数据管理方面的不足,同时通过修改原有的RDB Channel Archive程序,使得ADS数据存档系统更加的完善。实验结果表明:ADS数据存档系统可以帮助运行和研究人员快捷高效地处理和分析数据,能满足ADS机器运行和机器研究的需要。     

ADS反应堆物理研究中的稳态外源系统

给出了在ADS反应堆物理研究中所使用的稳态外中子源252Cf的有关问题。它包括了所使用的252Cf中子源的外形尺寸,包壳材料,焊接技术及试验所采用的标准;在ADS反应堆物理研究中传输252Cf中子源的“跑兔”系统;252Cf中子源储存容器设计及中子源位置的监督等问题。     

7 W辐照效应随剂量变化研究

加速器驱动洁净能源系统（ADS）是核能可持续发展的一种创新的技术路线。散裂中子源是ADS的三个主要组成部分之一，产生强度约为10^18s^-1的中子，驱动临界堆。作为ADS系统的窗和靶材料，受高剂量的质子和中子辐照，其累积剂量率每年可以达到约200dpa。如此高的剂量，会产生严重的辐照损伤，导致ADS系统的故障或造成不堪设想的事故。钨用作ADS系统散裂中子源的窗和靶材料，需要对辐照损伤效应进行研究。本工作研究钨辐照损伤随辐照剂量的变化。现有中子和质子源强度低，不能直接用于ADS所遇到的高剂量的辐照效应研究，采用重离子辐照模拟方法研究高剂量中子或质子辐照在钨中产生的辐照损伤。     

启明星1#次临界中子学动态实验研究进展

在次临界实验平台启明星1#上开展中子学动态实验研究有助于深入了解和认识ADS系统的中子学时空特性,对今后合理设计、安全运行ADS次临界系统具有重要意义。ADS次临界中子学动态实验研究已经取得很大进展。建立了ADS次临界实验中子通量密度时空分布测量与数据采集系统。该测量与     

加速器驱动的10 MW次临界反应堆物理方案研究

加速器驱动的次临界系统（ADS）是未来最有可能实现工业化嬗变核废料的装置。通过设计1个10 MW的ADS物理方案,研究ADS的嬗变能力。采用MCNPX和ORIGEN的耦合程序,利用基于ENDF6.8处理所得的6个温度（300、600、900、1 200、1 500、1 800 K）下连续能量核数据库,计算得到ADS随燃耗时间变化的有效增殖因数k_eff、功率峰因子和质子束流强度。同时通过计算给出了该设计方案下ADS燃料多普勒系数、冷却剂空泡系数和有效缓发中子份额,利用这些物理量研究了该ADS方案的安全特性,并通过燃耗计算研究了ADS的嬗变能力。结果表明,在1 000 d燃耗时长内,k_eff和质子流强随时间的波动较小,燃料燃耗深度较浅,系统可提升功率运行,在假想事故下系统能保持次临界状态。系统嬗变支持比约为8。     

ADS加速器失束次临界反应堆动态特性研究

加速器驱动系统(ADS)中次临界堆芯的功率水平依靠强流质子轰击散裂靶产生的中子源来维持.加速器较为频繁的失柬问题,必将对ADS次临界反应堆安全性产生影响.研究了ADS系统失束事故特性,设计开发出具有较强针对性的用于ADS失束事故分析软件,对加速器驱动快中子次临界反应堆的动态响应开展了初步研究.结论表明仅靠断束停堆,仍有可能危及次临界反应堆的安全性.建议增设辅助停堆保护系统以提高ADS安全性.     

加速器驱动洁净核能系统物理及技术基础研究：1 加速器驱动洁净核能系统的物理及技术基础研究2003年度进展

加速器驱动洁净核能系统(以下简称ADS)的物理及技术基础研究2003年度进展简况如下。     

ADS束窗材料的研制与性能试验

加速器驱动洁净核能系统(ADS)靶材及结构材料的辐照损伤及其与冷却剂的化学相互作用是ADS工程的关键问题之一。抗辐照和抗冷却剂腐蚀的结构材料研究一直是很多国家ADS项目的重要研究课题。本工作进行了ADS束窗材料的研制及其性能试验。 1 材料的成分及其冶炼工艺 所研制材料为     

ADS多媒体演示影片的制作

为使公众了解ADS研究的必要性、可行性及基本物理概念,采用现在最流行的多媒体制作软件Flash编制了ADS演示影片,取得了良好的演示效果。     

基于氢气风险分析的ADS手动卸压策略研究

先进非能动压水堆设计采用自动卸压系统(ADS)对一回路进行卸压,严重事故下主控室可手动开启ADS,缓解高压熔堆风险。然而ADS的设计特点可能导致氢气在局部隔间积聚,带来局部氢气风险。本文基于氢气负面效应考虑,对利用ADS进行一回路卸压的策略进行研究,为严重事故管理提供技术支持。选取全厂断电始发的典型高压熔堆严重事故序列,利用一体化事故分析程序,评估手动开启第1~4级ADS、手动开启第1~3级ADS、手动开启第4级ADS 3种方案的卸压效果,并分析一回路卸压对安全壳局部隔间的氢气负面影响。研究结果表明,3种卸压方案均能有效降低一回路压力。但在氢气点火器不可用时,开启第1~3级ADS以及开启第1~4级ADS卸压会引起内置换料水箱隔间氢气浓度迅速增加,可能导致局部氢气燃爆。因此,基于氢气风险考虑,建议在实施严重事故管理导则一回路卸压策略时优先考虑采用第4级ADS进行一回路卸压。     

固体径迹探测器在加速器驱动洁净核能系统中的应用

介绍了加速器驱动核能系统(ADS)中次临界反应堆物理实验研究的内容和固体径迹探测器(白云母,CR-39)测量ADS堆芯中子通量和中子能量的原理。     

加速器束流瞬变ADS次临界反应堆动态特性分析方法研究

强流质子加速器(HPPA)的不稳定性产生的束流瞬变将导致加速器驱动次临界反应堆系统(ADS)的散裂中子源强度发生快速变化,进而对ADS次临界反应堆产生冲击。HPPA束流瞬变下的次临界反应堆动态响应特性是ADS研究的一个重要课题。本文在总结目前ADS束流瞬变问题研究工作的基础上,对已建成的ADS次临界实验装置"启明星1#"开展了初步的与束流瞬变相关的计算分析,提出了在束流瞬变分析中针对有/无外源情况采用多模式堆芯群常数和中子动力学参数实时调用的建议。     

7 启明星1#次临界中子学动态实验研究进展

在次临界实验平台启明星1#上开展中子学动态实验研究有助于深入了解和认识ADS系统的中子学时空特性，对今后合理设计、安全运行ADS次临界系统具有重要意义。ADS次临界中子学动态实验研究已经取得很大进展。     

铅铋堆嬗变燃料初步选型与分析

分离嬗变目前看来是次锕系核素回收和处理的比较可行路径,嬗变燃料研究也是第四代核能系统和先进核燃料循环技术的研究热点。本文简要归纳了嬗变燃料研究的主要特点以及当前国内外的研究现状,建议我国大力发展相关技术,特别是快堆嬗变燃料。此外,通过分析铅铋快堆/加速器驱动次临界系统(Accelerator Driven Sub-critical System,ADS)的特点和传统快堆燃料性质,得出氮化物嬗变燃料是目前铅铋堆嬗变燃料优选方案的结论。对中国科学院正在建设的ADS嬗变系统,期望未来考虑开展氮化物燃料的辐照和嬗变性能测试。     

2 ADS束窗材料的研制与性能试验

加速器驱动洁净核能系统（ADS）靶材及结构材料的辐照损伤及其与冷却剂的化学相互作用是ADS工程的关键问题之一。抗辐照和抗冷却剂腐蚀的结构材料研究一直是很多国家ADS项目的重要研究课题。本工作对ADS使用条件最为苛刻的束窗材料进行了研制及其性能试验。所研制的材料为马氏体钢，成分为9Cr2WVTa。在2003年研制与性能试验工作的基础上，2004年又对其后冶炼的两炉钢的部分性能进行试验研究。     

ADS加速器束流瞬变分析程序开发

加速器驱动的反应堆系统(ADS)中次临界堆芯的功率水平依靠强流质子轰击散裂靶产生的中子源来维持,质子束流的不稳定性将对次临界堆的功率水平产生影响,进而对ADS的安全性产生影响.本文研究了ADS系统束流瞬变事故特性,建立了相应的物理数学模型,设计开发出具有较强针对性的用于ADS系统束流瞬变事故仿真软件--SIMULINK-ADS.并选取了典型的束流瞬变工况进行分析,通过与OECD/NEA和FZK Karlsruhe研究成果进行比较,验证了SIMULINK-ADS程序能够有效地计算和分析ADS束流瞬变次临界反应堆堆芯物理及热工响应.     

高能点状核数据库HENDL-ADS/MC研发与测试

加速器驱动次临界系统(ADS)中子能量跨度大,能谱复杂,物理效应强烈,现有核数据库无法充分满足ADS核设计与分析的需求。为了开展ADS相关研究,FDS团队设计并制作了ADS点状核数据库HENDL-ADS/MC,并通过了一系列临界安全实验和屏蔽积分实验例题的基准测试。为了进一步检验高能截面数据的准确性,还利用国际高能中子屏蔽积分实验例题对HENDL-ADS/MC进行了测试。基准测试和高能屏蔽积分实验的测试结果初步证明了该数据库的可用性与准确性。     

固体径迹探测器在加速器驱动洁净核能系统中的应用

介绍了加速器驱动洁净核能系统（ADS）中次临界反应堆物理实验研究的内容，固体径迹探测器（白云母，CR－39）测量ADS堆芯中子通量和中子能量的原理。