CFETR磁體系統(tǒng)的中子學(xué)計(jì)算及活化分析.pdf

1、中國聚變工程實(shí)驗(yàn)堆（CFETR），作為中國籌備建設(shè)的聚變反應(yīng)堆，目前仍然處于設(shè)計(jì)階段。在此階段，為了確保順利建堆，一系列的準(zhǔn)備工作都是必不可少的。其中，確保中國聚變工程實(shí)驗(yàn)堆的安全性更是極其重要的。從考慮輻射防護(hù)的角度來對CFETR進(jìn)行模擬計(jì)算對于未來能夠順利建堆有著重要的意義。CFETR采用超導(dǎo)磁體對堆芯等離子體進(jìn)行約束，其中子學(xué)分析以及活化計(jì)算對于聚變堆設(shè)計(jì)來說是必不可少的一個環(huán)節(jié)。本文采用蒙特卡洛方法選取了MCNPX程序?qū)χ袊圩?/p>

2、工程實(shí)驗(yàn)堆（CFETR）的超導(dǎo)磁體部件進(jìn)行了中子學(xué)輸運(yùn)計(jì)算。MCNPX作為國際上通用的蒙特卡洛粒子輸運(yùn)程序，其計(jì)算的可靠性以及應(yīng)用的廣泛程度使得其在眾多蒙卡程序中存在著一定的優(yōu)勢。利用MCNPX程序，將建模完成的中國聚變工程實(shí)驗(yàn)堆（CFETR）的全堆模型進(jìn)行了中子學(xué)計(jì)算，得到了包括產(chǎn)氚率，各部分的中子通量、核熱沉積、中子能譜等中子學(xué)參數(shù)。利用上述中子學(xué)結(jié)果，可以進(jìn)行進(jìn)一步的活化計(jì)算。本文選擇了歐洲活化計(jì)算程序FISPACT進(jìn)行活化計(jì)算分

3、析。FISPACT作為歐洲活化計(jì)算程序，在國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（簡稱‘ITER’）的活化計(jì)算中已經(jīng)得到良好的應(yīng)用，并被ITER指定為活化計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)程序。本文采用FISPACT程序計(jì)算了在滿功率運(yùn)行2年的條件下，不同時間超導(dǎo)線圈的活化情況。針對計(jì)算結(jié)果重點(diǎn)分析了磁體系統(tǒng)的中子學(xué)劑量分布以及活化情況。計(jì)算結(jié)果表明，中子能量通量最大處出現(xiàn)在聚變堆內(nèi)側(cè)線圈，為3.97×1014 MeV/m2，根據(jù)文獻(xiàn)中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，在該條件下超導(dǎo)線圈可以滿足設(shè)計(jì)