加速器驱动的次临界系统散裂靶热工水力研究 被引量：5

1

作者 张尧立 崔鹏飞 +2 位作者 肖思聪 杨永伟 周志伟 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期573-578,共6页

散裂靶位于加速器驱动的次临界系统(ADS)的中心,为核嬗变提供所需的中子源。通过分析散裂靶的热工要求,选取铅铋合金(LBE)作为ADS的靶材料和冷却剂。使用MCNP程序计算质子束轰击靶区产生的能量沉积,并使用CFD程序FLUENT计算靶区热工特... 散裂靶位于加速器驱动的次临界系统(ADS)的中心,为核嬗变提供所需的中子源。通过分析散裂靶的热工要求,选取铅铋合金(LBE)作为ADS的靶材料和冷却剂。使用MCNP程序计算质子束轰击靶区产生的能量沉积,并使用CFD程序FLUENT计算靶区热工特性。分析了不同设计参数及不同靶窗形状对ADS靶区温度分布和速度分布的影响,得到满足热工要求的可选方案。 展开更多

关键词 加速器驱动的次临界系统 散裂靶 热工水力

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工业用铅冷加速器驱动次临界系统(ADS)初步概念设计 被引量：2

2

作者 黄锦华 阳彦鑫 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2006年第4期343-352,共10页

本文进行了热功率为800 MW工业用铅冷ADS(加速器散裂中子源驱动的次临界系统)的概念设计。设计要求嬗变堆在运行的全过程中满足设定的各项技术要求:散裂源中子的能量增益M>400,keff<0.98,峰值线功率密度低于30 kW/m,此外,要求嬗... 本文进行了热功率为800 MW工业用铅冷ADS(加速器散裂中子源驱动的次临界系统)的概念设计。设计要求嬗变堆在运行的全过程中满足设定的各项技术要求:散裂源中子的能量增益M>400,keff<0.98,峰值线功率密度低于30 kW/m,此外,要求嬗变燃料的平均燃耗深度大于20%。为此,进行了倒料计算,直至堆运行达到平衡状态。设计特点是将嬗变燃料靠近中子源以期提高嬗变率,外围燃料棒含丰产燃料并采用可燃毒物以减缓keff随燃耗的下降。设计考虑了物理与热工问题,说明从堆的角度看,设计方案能满足P&T技术对嬗变堆有效处置次量锕系核素(MA)的要求,平均燃耗深度大于20%,可望将需要深埋处置MA的数量降低至1/100,而支持比则可达10以上。 展开更多

关键词 加速器散裂中子源驱动的次临界系统 概念设计 倒料计算 平衡状态

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加速器驱动次临界系统装置部件用材发展战略研究 被引量：6

3

作者 王志光 姚存峰 +6 位作者 秦芝 孙建荣 庞立龙 申铁龙 朱亚滨 崔明焕 魏孔芳 《中国工程科学》 CSCD 北大核心 2019年第1期39-48,共10页

加速器驱动次临界系统(ADS)由强流高能离子加速器、高功率散裂靶和次临界反应堆三大分系统组成。作为未来先进核裂变能——加速器驱动先进核能系统(ADANES)的重要组成部分,ADS装置的研发对推动我国能源革命、促进能源转型以及刺激核能... 加速器驱动次临界系统(ADS)由强流高能离子加速器、高功率散裂靶和次临界反应堆三大分系统组成。作为未来先进核裂变能——加速器驱动先进核能系统(ADANES)的重要组成部分,ADS装置的研发对推动我国能源革命、促进能源转型以及刺激核能行业创新发展具有重大作用。本文以ADANES研发为背景,阐述了ADS装置的研发现状、可能的发展趋势以及ADS部件对材料的需求,重点探讨了ADS装置中高功率散裂靶和次临界反应堆部件用关键材料的研发进展与存在问题,面临的发展机遇和挑战;最后提出了几点发展对策,力求助力我国ADS装置的建设与先进核裂变能技术创新,推动未来先进核裂变能的安全高效和可持续发展。 展开更多

关键词 加速器驱动次临界系统(ADS) 加速器驱动先进核能系统(ADANES) 关键材料 次临界反应堆 高功率散裂靶

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加速器驱动次临界系统高能核数据库的制作及应用 被引量：3

4

作者 李勋昭 吴宏春 +2 位作者 郑友琦 周生诚 何明涛 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第B05期371-376,共6页

加速器驱动次临界系统(ADS)是带高能外源驱动的系统,其质子能量高达GeV,同时散裂反应产生的散裂中子能量分布跨度大。由于目前高能核数据库的缺乏,在ADS核设计方面堆芯部分是基于20 MeV以下中子核数据库进行分析研究的。本文主要基于日... 加速器驱动次临界系统(ADS)是带高能外源驱动的系统,其质子能量高达GeV,同时散裂反应产生的散裂中子能量分布跨度大。由于目前高能核数据库的缺乏,在ADS核设计方面堆芯部分是基于20 MeV以下中子核数据库进行分析研究的。本文主要基于日本的JENDL-HE-2007高能中子评价数据库,使用NJOY程序加工部分关键核素的ACE格式数据库NECL-HE/MC,并使用MCNPX程序在数据库方面采用的高能散裂物理模型和NECL-HE/MC核数据库进行计算验证。验证结果表明,本文制作的NECL-HE/MC核数据库在ADS核设计中基本可靠。另一方面,应用NECL-HE/MC分析研究了不同能量段的散裂中子源对ADS的外中子源效率的影响,数值结果显示2.5%的高于20 MeV的散裂中子源对ADS的总外中子源效率的贡献接近20%。 展开更多

关键词 高能核数据库 加速器驱动次临界系统 中子源效率

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ADS中子源散裂靶物理研究 被引量：9

5

作者 万俊生 张颖 +2 位作者 张利兴 夏海鸿 丁大钊 《计算物理》 CSCD 北大核心 2003年第5期408-412,共5页

　运用蒙卡程序DCM CEM对ADS标准散裂中子靶进行了计算研究.计算了在0 1～1 6GeV的质子轰击下,标准Pb靶发生散裂反应产生的泄漏中子产额及分布、中子能谱以及靶内能量沉积分布.计算结果与文献理论数据、实验数据进行了比较.

关键词 ADS 中子产额 能量沉积分布 中子能谱 铅靶 物理研究 中子源散裂 加速器驱动洁净核能源系统

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ADS次临界堆脉冲中子源实验动态特性数值模拟研究

6

作者 谢芹 谢金森 +3 位作者 曾文杰 何丽华 刘紫静 于涛 《南华大学学报（自然科学版）》 2015年第3期1-5,共5页

强外源驱动与深次临界度使得ADS次临界反应堆在中子学特性上与传统临界堆有较大差异,确定论中子学计算方法难以直接应用于ADS次临界堆.本文采用MCNPX程序对"快热"耦合ADS装置YALINA-Booster的PNS实验进行了模拟,并将模拟与实... 强外源驱动与深次临界度使得ADS次临界反应堆在中子学特性上与传统临界堆有较大差异,确定论中子学计算方法难以直接应用于ADS次临界堆.本文采用MCNPX程序对"快热"耦合ADS装置YALINA-Booster的PNS实验进行了模拟,并将模拟与实验结果进行比较.结果表明:在不同的堆芯布置方案和不同脉冲中子源特性下,模拟结果与实验结果具有良好的一致性,验证采用MCNPX程序研究ADS次临界堆中子学动态特性的可行性. 展开更多

关键词 加速器驱动次临界系统 脉冲中子源实验 MCNPX程序

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基于外中子源强度的ADS次临界堆堆芯功率控制 被引量：1

7

作者 惠天宇 罗润 +2 位作者 曾文杰 谢金森 姜庆丰 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期67-72,共6页

加速器驱动次临界系统(Accelerator Driven subcritical System,ADS)可用于发电、增殖和嬗变等多种用途。在瞬态变工况时,需要实现功率的准确调节,以保证反应堆瞬态的安全性。我国自主设计的加速器驱动嬗变研究装置CIADS(China Initiati... 加速器驱动次临界系统(Accelerator Driven subcritical System,ADS)可用于发电、增殖和嬗变等多种用途。在瞬态变工况时,需要实现功率的准确调节,以保证反应堆瞬态的安全性。我国自主设计的加速器驱动嬗变研究装置CIADS(China Initiative Accelerator Driven System)次临界反应堆仅依靠加速器外中子源强度实现对堆芯功率调节。为研究基于外中子源强度的CIADS堆芯控制响应特性,采用集总参数法建立堆芯非线性模型,利用微小扰动线性化方法对堆芯非线性模型进行线性化处理,建立双输入双输出的堆芯状态空间模型。基于该模型设计堆芯功率模糊PID(Proportional Integral Derivative)控制器,开展扰动控制仿真。研究表明:在不同外中子源相对强度扰动或堆芯进口温度扰动下,采用模糊PID控制器可实现对堆芯相对功率的良好控制。 展开更多

关键词 外中子源相对强度 加速器驱动次临界系统 堆芯功率 模糊PID控制器

原文传递

与散裂中子靶物理相关的理论计算程序探讨 II厚靶计算 被引量：2

8

作者 樊胜 于洪伟 +1 位作者 申庆彪 赵志祥 《原子核物理评论》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期390-394,共5页

散裂中子靶是加速器驱动洁净核能系统的一个重要环节.相关的理论计算程序和蒙特 卡罗方法是研究该系统的散裂靶物理的一个重要手段.对相关程序进行了比对和介绍,并对SHIELD程序系统在中国的发展和在散裂靶物理上的应用作了介绍.

关键词 散裂中子靶 计算程序 ADS 加速器驱动洁净核能系统 SHIELD程序 蒙特卡罗强子输运程序 中子源

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与散裂中子靶物理相关的理论计算程序探讨 I薄靶计算 被引量：1

9

作者 樊胜 于洪伟 +1 位作者 申庆彪 赵志祥 《原子核物理评论》 CAS CSCD 北大核心 2002年第3期329-333,共5页

利用中能强流质子加速器形成的散裂中子源作为外加中子源驱动次临界反应堆的洁净核能系统是目前国际上的一个研究热点 .散裂中子源是这个系统的一个重要部分 ,也是一个急需解决的重点 .

关键词 散裂中子靶 加速器驱动洁净核能系统 散裂中子源 理论计算程序 中能强流质子加速器

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加速器驱动次临界系统散裂靶参数优化计算 被引量：3

10

作者 李军 罗文 +4 位作者 肖拥军 宋英明 朱志超 郭谦 李卓成 《原子核物理评论》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期550-554,共5页

采用国际开源程序包Geant4,构建高能质子束轰击加速器驱动次临界系统(ADS)散裂靶的物理模型,模拟计算质子轰击液态金属铅、铅-铋合金和汞靶的泄漏中子谱分布,以及计算不同能量质子对应的铅靶泄漏中子产额和轴向积分分布,获得1 Ge V质子... 采用国际开源程序包Geant4,构建高能质子束轰击加速器驱动次临界系统(ADS)散裂靶的物理模型,模拟计算质子轰击液态金属铅、铅-铋合金和汞靶的泄漏中子谱分布,以及计算不同能量质子对应的铅靶泄漏中子产额和轴向积分分布,获得1 Ge V质子对应的铅圆柱靶优化参数,考虑入射质子的利用率和整个堆芯的体积质量,优化靶半径范围为16～24 cm,靶高为100 cm,相关研究结果可为(ADS)散裂靶的物理和工程设计提供理论依据。 展开更多

关键词 散裂靶 Geant4模拟 中子泄漏谱 参数优化 加速器驱动次临界系统

原文传递

PDS-XADS散裂靶热工水力分析 被引量：4

11

作者 艾尼塞 俞冀阳 杨永伟 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期260-265,共6页

本文对小型加速器驱动的次临界系统(ADS)——PDS-XADS散裂靶进行了热工水力分析。分析的XADS型实验堆基于欧洲PDS-XADS实验项目的设计,使用铅铋合金(LBE)作为冷却剂。散裂靶是ADS的核心部件之一,用以确保反应堆功率维持在指定水平。本... 本文对小型加速器驱动的次临界系统(ADS)——PDS-XADS散裂靶进行了热工水力分析。分析的XADS型实验堆基于欧洲PDS-XADS实验项目的设计,使用铅铋合金(LBE)作为冷却剂。散裂靶是ADS的核心部件之一,用以确保反应堆功率维持在指定水平。本文利用计算流体力学软件ANSYSCFX 11.0对散裂靶的下部区域进行热工水力分析。分析采用稳态计算、剪切应力输运(SST)湍流模型,在壁面边界条件处采用自动壁面函数法,针对不同的散裂靶设计进行计算流体力学(CFD)分析,最后根据散裂靶设计限值选择最优设计方案。 展开更多

关键词 加速器驱动的次临界系统 铅铋合金 散裂靶 剪切应力输运湍流模型 计算流体力学

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ADS散裂靶启动瞬态响应特性分析研究 被引量：1

12

作者 柴游奇 胡丽琴 +2 位作者 金鸣 陈志斌 吴宜灿 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第B12期630-635,共6页

散裂靶是加速器驱动的次临界系统(ADS)中反应堆与加速器耦合的部件。本工作对一种典型的有窗散裂靶设计在启动瞬态下的响应规律进行探究,利用商用软件ANSYS进行热工水力计算及热应力分析。计算结果表明:在阶跃启动工况下,靶窗热应力在... 散裂靶是加速器驱动的次临界系统(ADS)中反应堆与加速器耦合的部件。本工作对一种典型的有窗散裂靶设计在启动瞬态下的响应规律进行探究,利用商用软件ANSYS进行热工水力计算及热应力分析。计算结果表明:在阶跃启动工况下,靶窗热应力在束流启动后0.5s内达到最大值;在线性启动工况下,靶窗最大应力出现在束流启动开始后和结束前的0.5s内。在两种启动工况下,散裂靶的各项热工参数均低于设计限值,其完整性不会遭到破坏。 展开更多

关键词 加速器驱动的次临界系统 散裂靶 阶跃启动 线性启动

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ADS散裂靶与次临界堆的耦合传热研究

13

作者 宋健 贾欢 +2 位作者 蔡汉杰 张勋超 何源 《原子核物理评论》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期651-659,共9页

对ADS液态铅铋靶与铅基次临界堆之间进行了热耦合,研究了在靶堆间是否加入阻热层、阻热层的热导率和厚度、加入气体阻热层时气体的压力对靶堆间热流量的影响。研究发现,加入阻热层可以减少耦合后靶堆间的热流量,气体阻热层有显著降低热... 对ADS液态铅铋靶与铅基次临界堆之间进行了热耦合,研究了在靶堆间是否加入阻热层、阻热层的热导率和厚度、加入气体阻热层时气体的压力对靶堆间热流量的影响。研究发现,加入阻热层可以减少耦合后靶堆间的热流量,气体阻热层有显著降低热流量的效果,允许靶和堆中铅铋的流速以及靶堆间的温差在更大范围内波动。靶堆间传递的热流量与阻热材料的热导率成正比,与阻热层厚度成反比,气体阻热层厚度可以选择在0.06到0.08 m之间。气体阻热层的压力在0.1到10 Pa区间内,热流量随压力的变化显著。因此,气体阻热层压力可以选择在0.1 Pa左右。 展开更多

关键词 加速器驱动次临界系统 液态铅铋散裂靶 液态铅铋反应堆 热耦合 气体阻热层

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ADS无窗散裂靶铅铋合金两相流动过程模拟 被引量：1

14

作者 刘捷 刘佰奇 +2 位作者 张学智 杨磊 卢文强 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1683-1686,共4页

本文基于欧洲最新的无窗散裂靶几何结构，对铅铋合金的液体及蒸汽两相含气蚀相变的流动过程进行数值模拟和理论分析。采用路一￡湍流模型和VOF界面捕获算法模拟了水一空气靶的两相流动，并与同靶型实验结果进行了比较，两者吻合较好。... 本文基于欧洲最新的无窗散裂靶几何结构，对铅铋合金的液体及蒸汽两相含气蚀相变的流动过程进行数值模拟和理论分析。采用路一￡湍流模型和VOF界面捕获算法模拟了水一空气靶的两相流动，并与同靶型实验结果进行了比较，两者吻合较好。通过计算不同出口压强的相界面形状，获得由于低压带来的气蚀相变及对最终界面形状的影响，结果还表明20000-28000Pa左右的出口压强可维持两个相界面，流动较稳定。运用伯努利方程理论推导出碰撞点上方回流区高度的解析表达式，并与计算结果进行比较，符合较好。上述物理结果对设计我国加速器驱动次临界堆无窗散裂靶具有一定参考价值。 展开更多

关键词 加速器驱动次临界堆系统(ADS) 无窗散裂靶 铅铋合金(LBE) 气蚀相变

原文传递

基于流场数值模拟的ADS靶件结构的设计优化 被引量：3

15

作者 徐长江 陈海燕 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 2003年第2期111-115,共5页

采用通用的计算流体力学(CFD)软件PHOENICS3 3和BFC计算网格生成技术,对加速器驱动次临界系统(ADS)靶件的流场进行数值模拟计算。结果表明:束窗下方导流板起引导流体沿束窗表面流动的作用,消除了束窗两侧下方较大的旋涡,对于改善束窗附... 采用通用的计算流体力学(CFD)软件PHOENICS3 3和BFC计算网格生成技术,对加速器驱动次临界系统(ADS)靶件的流场进行数值模拟计算。结果表明:束窗下方导流板起引导流体沿束窗表面流动的作用,消除了束窗两侧下方较大的旋涡,对于改善束窗附近流体的流动结构、提高束窗表面及散裂靶的换热,效果显著。 展开更多

关键词 数值模拟 ADS 靶件结构 加速器驱动次临界系统 散裂靶 流场 优化设计 计算机体力学软件 PHOENICS 3.3

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ADS靶区流场的数值模拟 被引量：1

16

作者 陈海燕 徐长江 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2002年第4期361-364,共4页

采用通用的CFD NHT软件PHOENICS 3 2和BFC计算网格生成技术 ,对ADS靶件束窗下方有无导流板两种靶件结构冷态下的流场进行数值模拟。描述了靶区流场数值模拟的方法 。

关键词 ADS 靶区流场 数值模拟 加速器驱动系统 散裂靶 次临界堆

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2 - 31 Analysis on Products of Proton-induced Spallation Reactions by INCL＋ABLA Model

17

作者 Han Rui Chen Zhiqiang Zhang Suyalatu Liu Xingquan Lin Weiping Jin Zengxue Liu Jianli Shi Fudong 《IMP & HIRFL Annual Report》 2012年第1期71-72,共2页

关键词 散裂反应 产品分析 质子 加速器驱动系统 散裂中子源 型号 放射性同位素 产生截面

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5 - 18 Measurement of AE-E Telescope Detector for Light Charged Particles

18

作者 Jin Zengxue Chen Zhiqiang Han Rui Lin Weiping Liu Xingquan Zhang Suyalatu Liu Jianli Shi Fudong 《IMP & HIRFL Annual Report》 2012年第1期237-237,共1页

关键词 轻带电粒子 探测器 望远镜 测量 次临界反应堆 散裂反应 加速器驱动 基因突变

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E_p≤3GeV质子入射铅、铋引起的中子产生双微分截面的模拟(英文)

19

作者 张苏雅拉吐 陈志强 +5 位作者 韩瑞 刘星泉 林炜平 靳增雪 刘建立 石福东 《原子核物理评论》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期235-241,共7页

加速器驱动次临界系统(ADS)液态Pb-Bi散裂靶的设计中,需要可靠的理论计算工具精确地预言几个GeV能量范围的质子引起的散裂反应产生的各种粒子和核素。利用蒙特卡罗模拟软件包Geant4计算研究了800 MeV至3 GeV质子入射铅、铋材料引起的中... 加速器驱动次临界系统(ADS)液态Pb-Bi散裂靶的设计中,需要可靠的理论计算工具精确地预言几个GeV能量范围的质子引起的散裂反应产生的各种粒子和核素。利用蒙特卡罗模拟软件包Geant4计算研究了800 MeV至3 GeV质子入射铅、铋材料引起的中子产生双微分截面。比较了Geant4不同物理模型得到的模拟结果与现有的实验数据。其中,Geant4的QGSP BERT和QGSP INCL ABLA物理模型模拟结果很好地再现了实验数据。本工作证实了Geant4蒙特卡罗模拟软件包适合用于能量高达3 GeV的质子入射铅、铋引起的中子产生双微分截面的模拟计算。 展开更多

关键词 蒙特卡罗模拟 加速器驱动次临界系统 液态Pb-Bi散裂靶 中子产生截面

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利用QMD分析中高能质子入射^(208)Pb的(p,xn)反应双微分截面

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作者 樊胜 李祝霞 赵志祥 《高能物理与核物理》 EI CSCD 北大核心 2002年第11期1151-1157,共7页

中高能质子入射重金属靶产生散裂中子是加速器驱动洁净核能系统的一个关键部分 .利用量子分子动力学 (QMD)模型研究入射质子能量在 3 0 0MeV—1 .5GeV ,散裂靶为2 0 8Pb的 (p ,xn)核反应的双微分截面 ,QMD计算结果很好再现了实验数据 ,... 中高能质子入射重金属靶产生散裂中子是加速器驱动洁净核能系统的一个关键部分 .利用量子分子动力学 (QMD)模型研究入射质子能量在 3 0 0MeV—1 .5GeV ,散裂靶为2 0 8Pb的 (p ,xn)核反应的双微分截面 ,QMD计算结果很好再现了实验数据 ,且QMD的计算结果明显优于HETC和LAHET . 展开更多

关键词 QMD ^208PB (p xn)反应 量子分子动力学 双微分截面 加速器驱动洁净核能系统 散裂中子 铅208 入射质子 中子源 核反应

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