Z箍缩驱动聚变-裂变混合堆总体概念研究进展 被引量：29

1

作者 李正宏 黄洪文 +7 位作者 王真 陈晓军 祁建敏 郭海兵 马纪敏 肖成建 褚衍运 周林 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期14-20,共7页

Z箍缩驱动聚变-裂变混合能源堆(Z-FFR)在核安全、经济、持久和环境友好等方面具有优良的品质,有望成为有效应对未来能源危机和环境、气候问题的新能源。从Z箍缩驱动聚变方案与聚变靶设计、重复频率驱动器、次临界包层及产氚包层设计、... Z箍缩驱动聚变-裂变混合能源堆(Z-FFR)在核安全、经济、持久和环境友好等方面具有优良的品质,有望成为有效应对未来能源危机和环境、气候问题的新能源。从Z箍缩驱动聚变方案与聚变靶设计、重复频率驱动器、次临界包层及产氚包层设计、燃料循环等关键问题方面,对Z-FFR工程概念总体研究情况进行了介绍。 展开更多

关键词 聚变-裂变混合堆 Z箍缩 惯性约束聚变 次临界包层 氚循环

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聚变-裂变混合堆水冷包层中子物理性能研究 被引量：8

2

作者 徐红 杨永伟 周志伟 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第B12期97-102,共6页

研究直接应用国际热核聚变实验堆(ITER)规模的聚变堆作为中子驱动源,采用天然铀为初装核燃料,并采用现有压水堆核电厂成熟的轻水慢化和冷却技术,设计聚变-裂变混合堆裂变及产氚包层的技术可行性。应用MCNP与Origen2相耦合的程序进行计... 研究直接应用国际热核聚变实验堆(ITER)规模的聚变堆作为中子驱动源,采用天然铀为初装核燃料,并采用现有压水堆核电厂成熟的轻水慢化和冷却技术,设计聚变-裂变混合堆裂变及产氚包层的技术可行性。应用MCNP与Origen2相耦合的程序进行计算分析,研究不同核燃料对包层有效增殖系数、氚增殖比、能量放大系数和外中子源效率等中子物理性能的影响。计算分析结果显示,现有核电厂广泛使用的UO2核燃料以及下一代裂变堆推荐采用的UC、UN和U90Zr10等高性能陶瓷及合金核燃料作为水冷包层的核燃料,都能满足以产能发电为设计目标的新型聚变-裂变混合堆能量放大倍数的设计要求,但只有UC和U90Zr10燃料同时满足聚变燃料氚的生产与消耗自持的要求。研究结果对进一步研发满足未来核能可持续发展的新型聚变-裂变混合堆技术具有潜在参考价值。 展开更多

关键词 聚变-裂变混合堆 水冷包层 核燃料 中子物理性能

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铀基聚变-裂变混合堆次临界能源包层有限元力学分析 被引量：1

3

作者 刘志勇 曾和荣 +2 位作者 王少华 郭海兵 马纪敏 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期137-142,共6页

次临界能源包层是聚变-裂变混合堆的重要部件,对其进行力学特性分析研究是确保整个反应堆正常运行的关键。本文利用有限元分析软件对次临界能源包层的第一壁结构、支撑固定结构的相关零部件开展了初步的力学分析,得到了各零部件相关结... 次临界能源包层是聚变-裂变混合堆的重要部件,对其进行力学特性分析研究是确保整个反应堆正常运行的关键。本文利用有限元分析软件对次临界能源包层的第一壁结构、支撑固定结构的相关零部件开展了初步的力学分析,得到了各零部件相关结构的最大应力值、应力分布云图和变形分布云图,其中支撑结构的最大应力位于加强筋板与圆柱定位销的连接处,应力值为310.2 MPa;第一壁的最大应力位于"U"形流道拐角处,应力值为240.7 MPa;按相应的评价准则进行结构的强度和刚度校核,计算结果表明次临界能源包层各零部件能够满足计算工况下的强度和刚度要求。 展开更多

关键词 聚变-裂变混合堆 次临界能源包层 有限元分析 强度 刚度

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紧凑型聚变-裂变混合堆发电成本优化分析

4

作者 陈美霞 周晓林 +1 位作者 刘成岳 周春 《四川师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期562-566,共5页

利用聚变系统分析程序在大半径与小半径之和保持不变的条件下,通过优化聚变-裂变混合堆中心螺管尺寸,对紧凑型聚变-裂变混合堆发电成本进行了优化分析,并找出其最佳设计点,计算结果表明该堆具有较好的经济优势.

关键词 紧凑型 聚变-裂变混合堆 优化 发电成本

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聚变-裂变混合堆外中子源效应

5

作者 徐红 杨永伟 周志伟 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期562-566,共5页

聚变-裂变混合堆(FFHR)作为聚变驱动次临界系统(FDS),具有良好的物理性能,能够实现产能、氚增殖、嬗变核废料等功能。采用COUPLE程序研究了水冷混合堆包层的铀水比和中子倍增剂对中子源效率的影响。结果表明:包层能谱越硬,外中子源效率... 聚变-裂变混合堆(FFHR)作为聚变驱动次临界系统(FDS),具有良好的物理性能,能够实现产能、氚增殖、嬗变核废料等功能。采用COUPLE程序研究了水冷混合堆包层的铀水比和中子倍增剂对中子源效率的影响。结果表明:包层能谱越硬,外中子源效率越高;适当加入中子倍增剂Be可使外中子源效率增加。研究结果对进一步改进聚变-裂变混合堆的概念设计具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 聚变-裂变混合堆 次临界装置 中子源效率 能量放大 氚增殖

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聚变-裂变混合堆冷却剂布置优化及堆外自然循环分析 被引量：2

6

作者 喻章程 解衡 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期166-174,共9页

根据聚变-裂变混合堆概念堆型的燃料区水冷设计,通过FLUENT建模和模拟计算,比较了均匀流量和按燃料单元发热量比例分配流量两种冷却剂布置方案。数值计算结果表明,这两种布置方案中燃料单元之间的导热很小,除燃料单元1中冷却管道外,其... 根据聚变-裂变混合堆概念堆型的燃料区水冷设计,通过FLUENT建模和模拟计算,比较了均匀流量和按燃料单元发热量比例分配流量两种冷却剂布置方案。数值计算结果表明,这两种布置方案中燃料单元之间的导热很小,除燃料单元1中冷却管道外,其余的冷却管道带走的热量几乎等于相应燃料单元的发热量,在用系统分析程序等效建模时,不必重新确定冷却管道的热构件;对后一种布置方案燃料区的最高温度更低,温度分布更均匀,但温度展平效果并不明显。计算了堆外自然循环系统在假设的失水事故(LOCA)中的导热能力。结果表明,如果不采用自然循环系统,停堆后520s发生堆芯熔化;但是如果采用自然循环系统,停堆后1000s,燃料区的最高温度只达到584.4°C,不会发生堆芯熔化。 展开更多

关键词 聚变-裂变混合堆 FLUENT 均匀流量 比例分配流量 自然循环

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聚变-裂变混合堆冷管段大破口失水事故分析 被引量：1

7

作者 喻章程 解衡 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1200-1205,共6页

将非能动堆芯冷却系统(PXS)应用于聚变-裂变混合堆,使用RELAP5对混合堆一回路、部分二回路和PXS进行了建模,对冷管段双端剪切断裂大破口失水事故进行了瞬态计算和分析研究。计算结果显示:破口发生后出现两次燃料温度峰值,均发生在外包层... 将非能动堆芯冷却系统(PXS)应用于聚变-裂变混合堆,使用RELAP5对混合堆一回路、部分二回路和PXS进行了建模,对冷管段双端剪切断裂大破口失水事故进行了瞬态计算和分析研究。计算结果显示:破口发生后出现两次燃料温度峰值,均发生在外包层,第1次峰值温度发生在约11s,为938.2K;第2次峰值温度发生在约50s,为608.7K。两次燃料温度峰值均低于燃料U-10Zr的熔点,在可接受范围内。随着瞬态过程的深入,安注箱、堆芯补水箱及安全壳内储水箱的冷却水开始注入包层,使内外包层的坍塌液位开始回升,最终重新淹没堆芯。表明PXS在冷管段双端剪切断裂大破口失水事故下能保证混合堆堆芯的安全,将其应用于聚变-裂变混合堆是可行的。 展开更多

关键词 聚变-裂变混合堆 PXS RELAP5 双端剪切断裂大破口失水事故

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聚变-裂变混合堆次临界能源包层结构的热-力耦合分析

8

作者 李杰 梁尚明 +6 位作者 曾和荣 刘志勇 韩嘉华 赵纯可 黄洪文 郭海兵 王少华 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期509-515,共7页

探讨了一种新型聚变-裂变混合堆次临界能源包层的有限元建模方法。应用ANSYS Workbench软件建立了该次临界能源包层的3D结构模型,并对该模型进行了稳态热分析、热-力耦合分析,获得了包层各零件的应力分布及变形分布,分析了包层各零件的... 探讨了一种新型聚变-裂变混合堆次临界能源包层的有限元建模方法。应用ANSYS Workbench软件建立了该次临界能源包层的3D结构模型,并对该模型进行了稳态热分析、热-力耦合分析,获得了包层各零件的应力分布及变形分布,分析了包层各零件的强度、刚度,利用热-力耦合分析找到了该次临界能源包层的薄弱环节。计算结果表明,该包层满足强度、刚度要求,为该次临界能源包层的设计和改进提供了理论依据。 展开更多

关键词 聚变-裂变混合堆 次临界能源包层 有限元 热分析 热-力耦合分析

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基于ITER的聚变-裂变混合堆次临界能源包层的接触应力分析

9

作者 李杰 梁尚明 +2 位作者 曾和荣 赵纯可 刘志勇 《机械》 2015年第9期1-4,73,共5页

针对传统混合堆具有系统复杂、乏燃料处理困难等特点,介绍了一种新型的聚变-裂变混合堆次临界能源包层的结构,提出了该包层的有限元模型的建模方法。利用ANSYS Workbench软件建立了次临界能源包层的三维接触模型。对该新型的混合堆次临... 针对传统混合堆具有系统复杂、乏燃料处理困难等特点,介绍了一种新型的聚变-裂变混合堆次临界能源包层的结构,提出了该包层的有限元模型的建模方法。利用ANSYS Workbench软件建立了次临界能源包层的三维接触模型。对该新型的混合堆次临界包层在静载荷、热负载荷与流体载荷同时作用下的接触应力进行了仿真计算,得到了次临界能源包层各个零件的接触应力和变形的分布。结果表明各零件的接触应力和变形都在许用范围内。接触应力分析的结果对该包层的设计与改进具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 聚变-裂变混合堆 次临界能源包层 有限元 接触应力

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俄开展聚变-裂变混合堆研究

10

作者 伍浩松 戴定 《国外核新闻》 2018年第6期17-17,共1页

【英国《国际核工程》网站2018年5月29日报道】俄罗斯库尔恰托夫（Kurchatov）综合研究中心热核能源与等离子体技术科学顾问Peter Khvostenko 2018年5月14日表示，被称为T-15MD的混合托卡马克装置的建设已取得实质性进展，将于2018年年... 【英国《国际核工程》网站2018年5月29日报道】俄罗斯库尔恰托夫（Kurchatov）综合研究中心热核能源与等离子体技术科学顾问Peter Khvostenko 2018年5月14日表示，被称为T-15MD的混合托卡马克装置的建设已取得实质性进展，将于2018年年底之前在库尔恰托夫研究所启动设备安装工作，并于2020年实现物理启动。 展开更多

关键词 聚变-裂变混合堆 托卡马克装置 PETER 技术科学 等离子体 安装工作 启动设备 物理启动

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Z箍缩驱动聚变-裂变混合能源堆总体概念研究 被引量：47

11

作者 彭先觉 王真 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1-6,共6页

中国工程物理研究院提出的Z箍缩驱动聚变-裂变混合能源堆(Z-FFR)概念,采用Z箍缩热核聚变产生的大量中子驱动次临界裂变堆而释放能量,集成了"局部整体点火"聚变靶、"先进次临界能源堆"等创新概念,在安全、经济、持... 中国工程物理研究院提出的Z箍缩驱动聚变-裂变混合能源堆(Z-FFR)概念,采用Z箍缩热核聚变产生的大量中子驱动次临界裂变堆而释放能量,集成了"局部整体点火"聚变靶、"先进次临界能源堆"等创新概念,在安全、经济、持久和环境友好等方面具有优良的品质,有望成为有效应对未来能源危机和环境气候问题的千年能源。简要回顾了国内外Z箍缩聚变能源(Z-IFE)的相关研究进展,介绍了中国工程物理研究院在Z-FFR方向的总体概念研究情况,从驱动器、聚变靶设计和次临界裂变堆三方面阐述了此能源系统的原理结构和运行特点,对其经济性进行了评估,同时提出了未来Z-FFR的发展路线图设想。 展开更多

关键词 Z箍缩 聚变-裂变混合堆 局部整体点火 次临界能源堆

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聚变-裂变混合能源堆球模型参数敏感性分析 被引量：3

12

作者 刘国明 程和平 邵增 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期272-276,共5页

在聚变-裂变混合能源堆球模型基础上,使用蒙特卡罗方法中子学程序对中子源、铀水体积比、产氚区等相关参数进行了中子学的敏感性计算。分析了各参数对混合能源堆能量放大倍数M和氚增殖比TBR的影响,并总结其基本规律,为开展进一步的混合... 在聚变-裂变混合能源堆球模型基础上,使用蒙特卡罗方法中子学程序对中子源、铀水体积比、产氚区等相关参数进行了中子学的敏感性计算。分析了各参数对混合能源堆能量放大倍数M和氚增殖比TBR的影响,并总结其基本规律,为开展进一步的混合能源堆概念设计提供了重要参考。 展开更多

关键词 聚变-裂变混合能源堆 球模型 敏感性分析

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回到聚变—裂变混合堆能帮助裂变和聚变计划吗？

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作者 W.Mahneimer 漆婉梨 《国外核聚变》 2002年第1期1-4,共4页

关键词 聚变-裂变混合堆 聚变计划 核工业 磁约束核聚变 托卡马克装置 核能开发

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ITER驱动混合堆次临界包层燃料区结构设计与分析 被引量：2

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作者 刘志勇 曾和荣 +5 位作者 钱达志 李正宏 黄洪文 郭海兵 马纪敏 王少华 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期284-288,共5页

基于国际热核聚变实验反应堆磁约束聚变-裂变混合能源系统次临界包层的物理-热工设计结果,提出了聚变-裂变混合堆次临界包层燃料区结构设计方案,包括纵骨支撑结构、燃料区结构和锆包壳结构。运用Pro/e建模软件建立了次临界包层燃料区结... 基于国际热核聚变实验反应堆磁约束聚变-裂变混合能源系统次临界包层的物理-热工设计结果,提出了聚变-裂变混合堆次临界包层燃料区结构设计方案,包括纵骨支撑结构、燃料区结构和锆包壳结构。运用Pro/e建模软件建立了次临界包层燃料区结构模型,并利用ANSYS-workbench mechanical有限元分析软件对纵骨式支撑结构开展了初步力学分析,得到了燃料部件和纵骨式多层支撑结构的最大Tresca应力值、应力分布云图和总变形量,其中最大应力为87.04 MPa,最大变形量为0.17mm。按照第3强度理论校核,计算结果表明纵骨式次临界包层结构各部件能够满足强度要求。 展开更多

关键词 聚变-裂变混合堆 次临界包层 燃料区 结构设计 有限元分析

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混合堆增殖乏燃料组件中子学特性初步研究

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作者 马续波 陈义学 高彬 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第B06期245-249,共5页

本文主要对聚变-裂变混合堆增殖乏燃料在压水堆组件中使用的可能性进行了初步研究。根据聚变-裂变混合堆增殖乏燃料的特点,给出了的聚变-裂变混合堆增殖乏燃料压水堆组件设计方案,分析组件的燃料温度系数、慢化剂温度系数等参数。结果表... 本文主要对聚变-裂变混合堆增殖乏燃料在压水堆组件中使用的可能性进行了初步研究。根据聚变-裂变混合堆增殖乏燃料的特点,给出了的聚变-裂变混合堆增殖乏燃料压水堆组件设计方案,分析组件的燃料温度系数、慢化剂温度系数等参数。结果表明:聚变-裂变混合堆乏燃料组件的特性与全铀组件的特性相似。在相同的易裂变同位素质量百分比情况下,本文给出的组件设计方案的功率不均匀系数更小。研究结果可为未来实现聚变-裂变混合堆和压水堆联合循环系统提供技术支持。 展开更多

关键词 中子学 聚变-裂变混合堆增殖乏燃料 组件计算

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次临界能源堆物理设计进展 被引量：13

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作者 李茂生 师学明 +12 位作者 刘荣 鹿心鑫 朱通华 王新华 余泳 严钧 唐涛 贾建平 程和平 蒋洁琼 栗再新 杨永伟 吴宏春 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期21-31,共11页

聚变-裂变混合能源堆包括聚变中子源和次临界能源堆,主要目标是生产电能。回顾了国内外混合堆的发展历史,给出混合能源堆设计的边界条件和约束条件,说明次临界能源堆以铀锆合金为燃料、水为冷却剂的设计思想。利用输运燃耗耦合程序MCORG... 聚变-裂变混合能源堆包括聚变中子源和次临界能源堆,主要目标是生产电能。回顾了国内外混合堆的发展历史,给出混合能源堆设计的边界条件和约束条件,说明次临界能源堆以铀锆合金为燃料、水为冷却剂的设计思想。利用输运燃耗耦合程序MCORGS计算了混合能源的燃耗,给出了中子有效增殖因数、能量放大倍数和氚增殖比等物理量随时间的变化。通过分析能谱和重要核素随燃耗时间的变化,说明混合能源堆与核燃料增殖、核废料嬗变混合堆的不同特点。论述了混合堆的热工设计并进行了安全分析。对于燃耗数值模拟程序,通过多家对算,保证其计算结果的可信性。针对次临界能源堆的特点,利用贫铀球壳建立了贫铀聚乙烯装置和贫铀LiH装置,并且专门设计加工了天然铀装置,开展铀裂变率、造钚率、产氚率等中子学积分实验,验证了数值模拟的可靠性。 展开更多

关键词 聚变-裂变混合堆 热工水力 燃料循环 中子学积分实验

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核聚变研究50年 被引量：26

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作者 邱励俭 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2001年第1期29-38,共10页

分析了国内外核聚变研究成果现状和发展的趋势 ,对国民经济发展过程中的能源需求作了预测 ,对中国的聚变能源战略和历史机遇 (经济、技术体系、地位 )作了讨论 ,介绍了聚变 裂变混合堆并提出了发展聚变 裂变混合堆的总体设想、研究内容... 分析了国内外核聚变研究成果现状和发展的趋势 ,对国民经济发展过程中的能源需求作了预测 ,对中国的聚变能源战略和历史机遇 (经济、技术体系、地位 )作了讨论 ,介绍了聚变 裂变混合堆并提出了发展聚变 裂变混合堆的总体设想、研究内容和预期目标。 展开更多

关键词 托卡马克 聚变-裂变混合堆 洁净核能 等离子体物理学 中国 核聚变研究

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非能动安全系统应用于聚变-裂变混合能源堆的可行性研究

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作者 喻章程 解衡 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期129-134,共6页

将非能动安全系统应用于聚变-裂变混合能源堆,使用RELAP5对混合能源堆包层、一回路系统、部分二回路系统和非能动安全系统进行建模,对主冷却剂泵卡转子事故和冷管段小破口失水事故进行瞬态计算和分析研究。计算结果显示,该非能动安全系... 将非能动安全系统应用于聚变-裂变混合能源堆,使用RELAP5对混合能源堆包层、一回路系统、部分二回路系统和非能动安全系统进行建模,对主冷却剂泵卡转子事故和冷管段小破口失水事故进行瞬态计算和分析研究。计算结果显示,该非能动安全系统能够满足选取的3种反应堆事故的安全要求,验证非能动安全系统应用于聚变-裂变混合能源堆的可行性。非能动余热排出系统热交换器的面积增大后,能有效地导出包层衰变热;增大堆芯补水箱的容积对增大反应堆安全裕度有明显效果。 展开更多

关键词 聚变-裂变混合能源堆 非能动安全系统 RELAP5 安全分析

原文传递

氦对低活性Fe-Cr-Mn(W,V)合金焊接热影响区辐照损伤的影响

19

作者 胡本芙 木下博嗣 高桥平七郎 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2003年第1期61-67,共7页

采用高能离子加速器和超高压电镜连接装置 ,研究注入He后电子辐照和同时辐照 (He+ e-)低活性Fe Cr Mn(W ,V)合金焊接热影响区 (HAZ)损伤组织特点 ,测定He对损伤组织内晶界附近合金元素浓度变化的影响。实验结果表明 :He强烈促进辐照初... 采用高能离子加速器和超高压电镜连接装置 ,研究注入He后电子辐照和同时辐照 (He+ e-)低活性Fe Cr Mn(W ,V)合金焊接热影响区 (HAZ)损伤组织特点 ,测定He对损伤组织内晶界附近合金元素浓度变化的影响。实验结果表明 :He强烈促进辐照初期位错环和位错密度增加 ,促进HAZ辐照空洞核心形成及空洞肿胀增大。He有效抑制HAZ内晶界附近Cr、Mn浓度降低 ,对Ni,Si,V ,W元素浓度变化也有抑制作用。Fe Cr Mn(W ,V) 展开更多

关键词 辐照损伤 晶界偏析 焊接热影响区 离子辐照 铁铬锰合金 裂变-聚变混合堆 结构材料

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315中子/42光子耦合细群核数据库HENDL3.0/FG研发 被引量：7

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作者 曾勤 邹俊 +7 位作者 许德政 邱岳峰 蒋洁琼 王明煌 陈忠 陈艳 吴宜灿 FDS团队 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2011年第4期360-364,384,共6页

为了提高次临界堆(含热裂变包层)核分析的精度,设计开发了315群中子-42群光子耦合的细群核数据库HENDL3.0/FG(Fine-Group)。评价核数据来源主要选用美国核数据中心公布的ENDF/B-VII.0库。利用蒙特卡罗粒子输运程序MCNP以及FDS团队自主... 为了提高次临界堆(含热裂变包层)核分析的精度,设计开发了315群中子-42群光子耦合的细群核数据库HENDL3.0/FG(Fine-Group)。评价核数据来源主要选用美国核数据中心公布的ENDF/B-VII.0库。利用蒙特卡罗粒子输运程序MCNP以及FDS团队自主研发的大型集成中子学计算分析系统VisualBUS程序进行模拟计算,对已有的一些数据较为完备的基准实验例题进行测试和比较分析以检验细群核数据库HENDL3.0/FG的有效性和可信性。 展开更多

关键词 聚变-裂变混合堆 细群 共振自屏

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