基于蒙特卡罗方法的铅铋冷却反应堆堆本体屏蔽计算分析

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1、UniversityofScienceandTechnologyofChina硕士学位论文于豪特卡罗方法的鉛铋冷却反启堆论文题目堆本体屏蔽计算分析季天鹞作者姓名柏科学与技未学科专业胡丽琴到教援导师姓名二〇一五年五月完成时间硕士学位论文基于蒙特卡罗方法的铅铋冷却反应堆堆本体屏蔽计算分析作者姓名：李天鹞学科专业：核科学与技术导师姓名：胡丽琴副教授龙鹏程副研宄员完成时间：二〇一五年五月二十五日UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationforMaster'sdegreeShiel

2、dingAnalysisoftheUnitofLead-BismuthCooledReactorwithMonteCarloMethodAuthor'sName:Tian-yaoLiSpeciality:NuclearEnergyScienceandEngineeringSupervisor:AssociateProf.LiqinHuAssociateProf.PengchengLongFinishedtime:May25th,2015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宄工作所取得的

3、成果。除己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究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：漆淑签字曰期：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

4、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。□公开口保密（年作者签名：驗导师签名签字日期：签字日期：摘要摘要加速器驱动次临界系统是一种新型核能利用装置，被认为是最有前景的核废料嬗变技术。中科院核能安全技术研究所团队在中科院启动的战略性先导科技专项的支持下，针对铅铋冷却反应堆开展全面设计与研发工作，并完成了参考堆型的概念设计，其中包括屏蔽设计。为评估该铅秘冷却反应堆参考堆型的堆本体初步屏蔽设计是否符合屏蔽设计准则与要求，本文利用高精度的蒙特卡罗方法开展了堆本体屏蔽计算分析和优化研究。本论文开展了该参考堆型的堆本体屏蔽计算分

5、析，主要工作包括：首先，以蒙特卡罗软件模拟得到的散裂中子源，基于该参考堆型的堆本体中子学模型，使用超级蒙特卡罗核计算仿真软件系统分别计算了：堆内主要部件的中子通量密度及能谱，反应堆主容器及安全容器的最大快中子通量密度，堆坑侧面混凝土屏蔽层内表面的最大中子通量密度、光子能注量率，堆坑侧面混凝土屏蔽层外表面的最大剂量率、热中子通量密度。其次，根据堆内主要部件的中子通量密度，使用程序得到了堆内主要部件的辖照损伤。最后，基于以上计算结果，并结合反应堆屏蔽设计准则与要求，对当前屏蔽布局的合理性进行评估。同时，在相同输入条件下将与国际通用蒙特卡

6、罗软件的安全容器快中子通量密度进行对比，计算结果的最大偏差为，吻合良好。经评估可得，该参考堆型堆内外部件所受辐照符合设计要求，同时辐照剂量不超过职业要求的限值，可确保工作人员的辐照安全。此外，本论文根据堆坑侧面生物屏蔽层内的辐射粒子信息以及中子在不同屏蔽材料内的衰减规律，从安全性角度进行了堆坑生物屏蔽层布局的优化研究。最终，在当前屏蔽布局的基础上，本文提出了更具安全性的屏蔽思路，使得堆坑侧面生物屏蔽层外表面剂量降低至原方案的，进一步保证了工作人员的辐照安全，可为工程设计提供参考。关键词：铅铋冷却反应堆蒙特卡罗方法辐射屏蔽屏蔽优化本论

7、文工作得到中国科学院战略性先导科技专项、国家磁约束核聚变能发展研宄专项支持。AbstractABSTRACTAcceleratorDrivenSub-criticalSystemisanewtypeofnucleardevice,anditisrecognizedasthemostefficientnuclearwastetransmutationtechnology.WiththesupportofChineseAcademyofScienceStrategicPriorityResearch，，，，，Abstractsurfac

8、edoserateofthebiologicalshieldingissixtimelowerthanthatofpreliminaryshieldingdesign.Andtiieoptimizationcanbeareferenc