科技成果

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成果名称: 聚变驱动次临界能源堆包层物理设计基础理论研究

成果登记号: 9612017Y0106

第一完成单位: 西安交通大学

联 系 人: 曹良志

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新技术

技术领域: 电子信息

应用行业: 科学研究和技术服务业

成果简介:

    聚变驱动次临界堆结合了聚变堆技术和裂变堆技术,一方面借助裂变包层的能量放大作用,可降低聚变能使用的门槛,另一方面在聚变中子的驱动下,包层可以采用传统裂变堆不能使用的燃料,可进行高放核废料的嬗变,因此,聚变驱动次临界堆可推动核能的可持续发展。目前国际上提出的聚变驱动次临界堆中子学计算分析方法计算效率很低,研究的模型过于简单,都无法满足工程设计分析的现实需求。因此,建立满足工程设计需求的中子学分析技术具有重要的理论价值和现实意义。

    首先,借鉴成熟可靠的裂变堆设计方法,进行了聚变驱动次临界堆中子学分析技术研究和软件研制。针对聚变驱动次临界堆能谱跨度大、材料种类多等特点,制作了适用于聚变驱动次临界堆的多群数据库;为了提高中子学计算效率,借鉴传统压水堆中子学计算中两步法的思路,研发了聚变驱动次临界堆中子学计算程序系统。针对一系列临界基准题、压水堆基准题、ADS基准题和聚变驱动次临界堆基准题进行了数值分析,结果表明:该软件能够满足工程设计分析的精度和功能需求;可通过采用超组件模型计算组件参数以考虑聚变中子源和中子吸收材料对组件参数的影响;采用优化的组件参数少群结构可精确描述聚变中子在包层内的慢化过程;计算精度与国际上常用的基于连续能量蒙特卡洛方法的软件相当,计算速度提高了两个数量级。