中国聚变工程实验堆氦冷固态包层中子学分析
中国聚变工程实验堆(CFETR)是中国正在自主设计的一种聚变超导托卡马克反应堆，其定位是介于国际热核聚变实验堆(ITER)与未来聚变示范堆(DEMO)之间的聚变实验装置.包层是CFETR的核心部件之一，它的三个基本功能分别是屏蔽中子和γ射线辐射，实现氚自持增殖以及将聚变能转化为可供生产使用的热能.对包层进行中子学优化分析研究，可以初步检验包层概念设计参数是否合理，并为后续热工应力等计算提供边界条件.本文基于一种CFETR氦冷固态包层概念设计方案，对其典型模块建立了三维中子-光子耦合模型，在此基础上对其进行了基于氚增殖比(TBR)的结构优化设计和敏感性分析，从而得到了TBR初步优化的包层几何结构尺寸.采用FENDL-3.0与ENDF-B-Ⅶ.0/n两组核数据库，利用中子输运程序MCNP计算对比了分别采用九种不同单一球床和四种混合球床作氚增殖剂时包层TBR与核热沉积分别相对Li6丰度、氚增殖球床填充率和Be球床填充率的变化规律，此外还计算了四组混合球床TBR分别相对混合球床中中子倍增剂份额的变化规律，最终获取了TBR与核热沉积综合最优的典型包层模块氚增殖剂和中子倍增剂选取方案.最后对于获取的最佳方案，计算得到了各材料内热源的分布规律.计算结果表明：采用合适的氚增殖剂和中子倍增剂可以有效提高包层热沉积总量和氚增殖率，优化后的最佳包层方案功率密度分布合理，且可以满足CFETR运行时对于氚自持的要求.
CFETR 氦冷固态包层 氚增殖率 内热源分布
崔世杰 张大林 程杰 田文喜 苏光辉
西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室核科学与技术系,西安710049
国内会议
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2016-07-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）