CFETR氚增殖包層初步活化計(jì)算分析.pdf

1、中國聚變工程實(shí)驗(yàn)堆(China Fusion Engineering Test Reactor，CFETR)是我國正在自主設(shè)計(jì)建造的第一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)氚自持的聚變反應(yīng)堆。其產(chǎn)氚包層在堆內(nèi)面臨著強(qiáng)輻射場(chǎng)以及極高溫度的考驗(yàn)，因此產(chǎn)氚包層的設(shè)計(jì)中，中子學(xué)特性分析以及活化分析是非常重要的，這對(duì)產(chǎn)氚包層能充分發(fā)揮其產(chǎn)氚、傳遞熱的功能以及保證工作人員的安全具有重大的意義。本課題中基于中國磁約束聚變堆總體設(shè)計(jì)組對(duì)CFETR目前初步完成的設(shè)計(jì)方案，在蒙特卡

2、洛程序MCNPX中建立了簡化的產(chǎn)氚包層的二維模型以供中子學(xué)問題研究。分區(qū)作均勻化處理后，整個(gè)模型呈偏橢圓截面環(huán)套結(jié)構(gòu);堆芯采用氘-氚聚變高斯譜的分層均勻中子源，中子輸運(yùn)數(shù)據(jù)庫采用FENDL2.0。在活化計(jì)算部分中，活化計(jì)算程序FISPACT-2007的數(shù)據(jù)庫采用的是EAF-2007;結(jié)構(gòu)材料為低活化鐵素體鋼，氚增殖劑和冷卻劑分別為Li4SiO4和高壓氦氣。運(yùn)用蒙特卡洛程序MCNPX以及歐洲活化計(jì)算程序FISPACT，以CFETR氦冷固態(tài)

3、氚增殖包層為計(jì)算對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行了中子輸運(yùn)計(jì)算和活化計(jì)算，分析了氚增殖率和核熱沉積等中子學(xué)特性問題，計(jì)算了CFETR滿功率運(yùn)行時(shí)產(chǎn)氚包層各分區(qū)的核熱功率，以及在高能中子的照射下活化產(chǎn)物的放射性活度以及停堆劑量率，評(píng)估了屏蔽層的屏蔽效果。計(jì)算結(jié)果表明:CFETR在滿功率運(yùn)行一年后停堆，停堆時(shí)的包層總活度為6.61×1019Bq，停堆十年后總活度降為7.98×1018Bq，為剛停堆時(shí)總活度的12.1％。氚增殖材料、中子倍增劑量以及結(jié)構(gòu)材料達(dá)到