脉冲源法对次临界系统的适用性和限制条件

作     者：高屹 郑妍 徐琪 张晓立 

作者机构：北京应用物理与计算数学研究所 中国工程物理研究院战略研究中心 

出 版 物：《计算物理》 (Chinese Journal of Computational Physics)

年 卷 期：2024年

学科分类：08[工学] 082701[工学-核能科学与工程] 0827[工学-核科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(11705012)资助项目 

主　　题：脉冲源法 次临界系统 泄漏γ计数率 瞬发中子衰减时间常数 裂变衰减特性 

摘      要：构造不含反射层和含轻材料(低原子序数材料)反射层高浓铀次临界模型，利用蒙卡程序模拟脉冲中子源作用下中子和γ射线输运过程，通过调整活性区、反射层尺寸和密度，调整活性区和整个系统的有效增殖因子keff值，获得不同条件下活性区中子数(对不含反射层系统，活性区为系统本身)、泄漏γ射线计数率及γ计数率和活性区中子数比值随时间变化关系，研究脉冲源法对不含反射层和含轻材料反射层次临界系统的适用性和限制条件。研究结果表明，脉冲源法仅适用于活性区近临界(活性区的keff值接近1)的次临界系统，活性区越接近临界，泄漏γ计数率越能准确反映活性区裂变衰减特性。针对文中的高浓铀次临界模型，根据计算结果给出了确保脉冲源法适用的活性区keff限值，并讨论了脉冲源法应用于动态次临界系统的可能性。