鉛冷快堆主容器屏蔽研究.pdf

1、鉛冷快堆是第四代反應(yīng)堆堆型之一，不僅能夠進(jìn)行核能發(fā)電，而且還能進(jìn)行核燃料增值與核廢料嬗變處理。因此，鉛冷快堆成為了各國核能研究的熱點。主容器是反應(yīng)堆安全的重要組成部分，是防止放射性物質(zhì)泄漏的重要屏障，對其進(jìn)行屏蔽研究，確保主容器堆芯壽期內(nèi)可靠運行，是堆芯初步設(shè)計不可或缺的重要組成部分。
　　本文運用蒙特卡洛軟件MCNP及Geant4平臺研究歐洲鉛冷快堆的屏蔽特性，研究內(nèi)容可大致分為三大部分。第一部分使用蒙特卡羅軟件MCNP，建立較

2、精確的快堆堆芯三維模型，并通過MCNP臨界計算，獲取鉛冷快堆中子能譜，中子通量密度及功率分布等堆芯物理參數(shù)，其中堆芯組件功率及中予通量密度分布與參考文獻(xiàn)中結(jié)果相一致。第二部分是在得到堆芯中子及功率分布的基礎(chǔ)上，采用鉛冷快堆優(yōu)化模型，通用源定義，減方差技巧來解決屏蔽計算時面臨的堆芯深穿透問題，提高堆芯屏蔽模擬計數(shù)結(jié)果的精確度和效率。通過對比B4C，YSZ(ZrO2+Y2O3)，F(xiàn)eB與FeW四種屏蔽材料的屏蔽性能，選擇中子屏蔽性能最優(yōu)的B

3、4C材料作為屏蔽組件的材料。并模擬獲得堆芯圍板及主容器的中子、光子的軸向通量密度分布，主容器的最大中子通量密度遠(yuǎn)小于ASME的中子通量密度限值，所以堆芯的設(shè)計能夠保證主容器的輻射安全。第三部分首先驗證Geant4模擬低能中子的準(zhǔn)確性，Geant4計算的B4C中子反應(yīng)截面與ENDF截面數(shù)據(jù)庫與MCNP軟件計算結(jié)果符合很好。在說明Geant4能夠很好的模擬低能中子的前提下，編寫基于Geant4平臺的C++程序驗證MCNP屏蔽計算結(jié)果的準(zhǔn)確性