基于iter的聚变堆屏蔽关键性问题研究

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1、UniversityofScienceandTechnologyofChina博士学位论论文题目基于的聚交堆屏蔽关健性问题研免作者姓名杨学科专业例以导师姓名呉妙■完成时间二一五年六月年肀函科嗲救术大嗲博士学位论文基于的聚变堆屏蔽关键性问题研究作者姓名：杨琪学科专业核科学与技术导师姓名：吴宜灿研究员蒋洁琼副研宄员完成时间：二〇一五年六月二日UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationfordoctor'sdegreeRadiationShieldingStudyforIFusionReactorBasedonNe

2、utronicsAnalysisofITERAuthor'sName：：：中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研宄成果。与我一同工作的同志对本研宄所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：签字日期：、中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编

3、入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。公幵口保密（年）作者签名：和球导师签名：签字日期：签字日期：摘要摘要聚变能被认为是未来能够永久解决人类能源问题的清洁能源。目前欧洲、中国、日本、韩国、俄罗斯等各主要国家和地区进行了一系列聚变反应堆相关研宄。辐射屏蔽作为聚变反应堆的重要子系统，是聚变辐射安全的第一道防线。但是，由于聚变堆的复杂结构与特殊的屏蔽要求，现有裂变堆和加速器屏蔽设计的工具与经验不能直接套用，需要针对聚变堆屏蔽问题

4、进行专门的研究。作为目前最大的国际科技合作项目之一，国际热核聚变实验堆（已经进入工程建造阶段，建成后将为聚变能最终走向工程应用发挥重要作用。辐射屏蔽是装置安全研究的主要内■容之一，对其下一步获取安全许可具有重要意义。因此，本文基于国际热核聚变实验装置的设计，开展聚变堆辐射屏蔽的初步研宄，具体内容包括：从聚变堆的基本工作原理出发，分析聚变堆的辐射源类型及其特征，针对聚变堆部件及人员防护的目标，结合调研，明确聚变堆屏蔽设计的要求及其限值确定依据，包括超导磁体、焊接部件、电子设备等重要部件的屏蔽要求，人员防护要求以及托卡马克装置的剂量率控制要求等，最后总结聚变堆屏蔽的方案设计

5、、计算评估、设计验证几大方面存在的问题与挑战。在设计与己开展的分析基础上，结合最新的设计变化，通过提高模型精度、改进计算方法，进一步研究装置中面向等离子体部件的冷却剂活化问题、典型包层活化问题，对托卡马克装置中比较典型的屏蔽问题进行补充分析，重点评估了包层中第一壁与屏蔽块间重复焊接的可行性，比较分析了窗口贯穿辐射对低温室停堆维修剂量的影响，评估优化了托卡马克大厅窗口室屏蔽设计、热室大厅屏蔽设计，发现了目前屏蔽方案的不足和缺陷，并提出优化建议和改进措施。同时，根据与未来聚变堆的异同点，结合屏蔽评估结果，定性地分析未来聚变堆的屏蔽设计中将可能存在的问题与难点，并讨论设计分析

6、经验的适用性，可为未来高功率聚变堆的屏蔽设计与分析工作提供一定的参考和指导作用。针对屏蔽计算中模型简化、材料均匀化、中子能群结构选择等常见问题，以屏蔽包层作为分析对象，分别研究其对屏蔽性能评估、材料活化计算的影响。通过研宄发现，在聚变堆屏蔽计算中，基于简化模型评估的结果是不保守的，计算结果的差异最大高达倍，超出屏蔽设计中常用的倍安全因子。本论文工作得到国家磁约束核聚变能发展研究专项的资助。摘要通过以上研究，一方面为的屏蔽设计与优化以及安全许可申请提供重要数据和参考，另一方面可以为我国聚变堆屏蔽设计准则的制定以及未来聚变堆的屏蔽设计提供重要指导和参考。关键词：聚变堆辐射屏

7、蔽中子学分析包层活化停堆剂量模型简化本论文工作得到国家磁约束核聚变能发展研宄专项的资助。AbstractABSTRACTFusionenergyisacleanenergyandrecognizedtobeoneofthemostpracticalandpotentialwaystosustmntheenergydemandsinthefuture.Uptonow，，，，，AbstractcapabilityofportcellinTokamakbuildingandshieldingdoorsinhotcellbuilding.Thew