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临界装置中子源系统设计及试验验证
1
作者 刘凯凯 杨历军 +6 位作者 梁淑红 张巍 周小平 肖启冬 王帅先 杨顺 周敏兰 《核科学与工程》 北大核心 2025年第3期435-441,共7页
中子源系统是临界装置的重要系统设备,起到启动反应堆和消除监测盲区的作用。中子源系统需具备两大功能:一是中子源的贮存和屏蔽;二是将中子源安全平稳地往返于屏蔽罐和堆芯指定位置之间。基于临界装置对中子源系统的需求,设计了一种机... 中子源系统是临界装置的重要系统设备,起到启动反应堆和消除监测盲区的作用。中子源系统需具备两大功能:一是中子源的贮存和屏蔽;二是将中子源安全平稳地往返于屏蔽罐和堆芯指定位置之间。基于临界装置对中子源系统的需求,设计了一种机电式系统,可安全平稳地将中子源从屏蔽罐输送至堆芯指定位置。通过检测钢丝绳对压力传感器的压力变化情况,实时判断系统是否发生故障;通过编码器与终端开关,可实时确定中子源位置。对此系统开展了试验验证,满足设计指标要求,并在临界装置上成功应用,结果证明其操作简单,可靠性高,重复性好,可快速发现故障并排除,具有非常好的实用价值。 展开更多
关键词 中子源 中子源系统 临界装置 消除监测盲区 中子源输送 压力传感器
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零功率反应堆研究进展与展望 被引量：1
2
作者 朱庆福 周琦 +6 位作者 夏兆东 成昱廷 宁通 张庚 梁淑红 张巍 刘锋 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期332-339,共8页
零功率反应堆是开展反应堆物理研究重要的基础性实验平台,其结构简单,灵活可变,堆芯活性区能够针对特定的研究对象进行调整,以验证核设计软件与核数据库的准确性,获得堆芯物理重要参数实验数据,检验反应堆测量控制设备的有效性。本文简... 零功率反应堆是开展反应堆物理研究重要的基础性实验平台,其结构简单,灵活可变,堆芯活性区能够针对特定的研究对象进行调整,以验证核设计软件与核数据库的准确性,获得堆芯物理重要参数实验数据,检验反应堆测量控制设备的有效性。本文简要描述零功率反应堆的特征与用途,回顾国内外研发历程,并介绍当前研究进展以及对未来的展望。 展开更多
关键词 零功率反应堆 零功率实验 反应堆物理 研究堆
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ADS次临界实验装置——启明星1# 被引量：27
3
作者 史永谦 夏普 +6 位作者 罗璋琳 赵志祥 丁大钊 李义国 朱庆福 李吉根 夏海鸿 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期447-450,共4页
文章介绍加速器驱动次临界系统(ADS)中次临界实验装置———启明星1#的设计目的、要求、结构和可开展的工作。启明星1#是由快中子能谱区和热中子能谱区耦合组成的堆芯和由高压倍加器氘-氚反应中子源来驱动的次临界系统。快中子能谱区处... 文章介绍加速器驱动次临界系统(ADS)中次临界实验装置———启明星1#的设计目的、要求、结构和可开展的工作。启明星1#是由快中子能谱区和热中子能谱区耦合组成的堆芯和由高压倍加器氘-氚反应中子源来驱动的次临界系统。快中子能谱区处在堆芯内部,该区提供快中子谱,还可放大外中子源,以驱动热区;热中子能谱区处在堆芯外部,主要用来能量放大,以维持装置的链式裂变反应。 展开更多
关键词 加速器驱动次临界系统 启明星1# 快-热耦合堆芯
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启明星Ⅱ号双堆芯零功率装置 被引量：10
4
作者 朱庆福 周琦 +10 位作者 梁淑红 张巍 刘洋 夏兆东 杨历军 权艳慧 罗皇达 刘东海 王璠 吕牛 尹生贵 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期1842-1849,共8页
启明星Ⅱ号是针对我国新型先进核能系统基础性研发及工程化设计验证而研制的双堆芯零功率装置。启明星Ⅱ号拥有两个堆芯,水堆堆芯侧重于开展热中子能谱环境下的原理性验证实验研究,铅堆堆芯侧重于重金属冷却的快中子反应堆及加速器驱动... 启明星Ⅱ号是针对我国新型先进核能系统基础性研发及工程化设计验证而研制的双堆芯零功率装置。启明星Ⅱ号拥有两个堆芯,水堆堆芯侧重于开展热中子能谱环境下的原理性验证实验研究,铅堆堆芯侧重于重金属冷却的快中子反应堆及加速器驱动的次临界系统(ADS)等先进核能系统的中子物理特性实验研究。启明星Ⅱ号通过一套仪控系统实现了两个堆芯的集成化控制和测量数据采集,每个堆芯均配备了多套非能动安全停堆系统,固有安全性强。在启明星Ⅱ号上获取了多种堆芯的基准性临界实验数据,可为我国轻水堆的技术创新、重金属冷却反应堆工程化设计及新型核能系统的集成研发提供支持。 展开更多
关键词 启明星Ⅱ号 零功率装置 铅冷反应堆 加速器驱动的次临界系统 基准性临界实验
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聚变驱动次临界堆双冷嬗变包层中子学设计与分析 被引量：14
5
作者 郑善良 吴宜灿 +3 位作者 高纯静 许德政 李静惊 朱晓翔 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2004年第2期164-170,共7页
对聚变驱动次临界堆的多功能双冷核废料嬗变包层进行了中子学设计和分析,设计目标是:①氚和钚燃料自持;②较少的初装料得到较高的废料嬗变率。使用的程序是自主开发的多功能中子输运/燃耗/优化程序VisuaIBUs1.0,相应的数据库是175群中子... 对聚变驱动次临界堆的多功能双冷核废料嬗变包层进行了中子学设计和分析,设计目标是:①氚和钚燃料自持;②较少的初装料得到较高的废料嬗变率。使用的程序是自主开发的多功能中子输运/燃耗/优化程序VisuaIBUs1.0,相应的数据库是175群中子/42群光子的多群数据库HENDL1.0/MG。 展开更多
关键词 聚变驱动 次临界堆 双冷嬗变 中子学设计 包层
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聚变驱动次临界堆经济性分析 被引量：8
6
作者 黄德所 吴宜灿 +1 位作者 储德林 胡丽琴 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2004年第2期184-192,共9页
利用自主开发的聚变系统分析软件SYSCODE对聚变驱动次临界堆的经济性进行了计算和分析。首先,对典型的环径比(标准环径比)设计方案,从堆芯几何参数、物理及工程参数等两个方面分析它们与成本的关系,然后,详细分析低、标准、高环径比三... 利用自主开发的聚变系统分析软件SYSCODE对聚变驱动次临界堆的经济性进行了计算和分析。首先,对典型的环径比(标准环径比)设计方案,从堆芯几何参数、物理及工程参数等两个方面分析它们与成本的关系,然后,详细分析低、标准、高环径比三套候选设计方案的经济性与中子学参数的关系。研究发现,其经济性主要取决于包层中子学参数,另外,其经济性与几何、物理及工程参数的关系在一定条件下有别于纯聚变系统。 展开更多
关键词 聚变驱动 次临界堆 经济性分析 成本分析 堆芯几何参数 工程参数
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加速器驱动洁净核能系统散裂靶辐射损伤研究Ⅰ.原子位移 被引量：6
7
作者 樊胜 叶沿林 +3 位作者 赵志祥 N.M.Sobolevsky 徐春成 陈陶 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第6期499-506,共8页
考虑了不同入射能量的质子和中子轰击W、Pb靶 ,利用SHIELD程序系统 ,研究了我国未来可能使用的靶体的辐射损伤截面、原子位移截面和原子位移率 ,并同Wechsler的研究结果进行了比较。同时 ,对 1 6GeV的质子沿中心轴线入射长 60cm、直径 2... 考虑了不同入射能量的质子和中子轰击W、Pb靶 ,利用SHIELD程序系统 ,研究了我国未来可能使用的靶体的辐射损伤截面、原子位移截面和原子位移率 ,并同Wechsler的研究结果进行了比较。同时 ,对 1 6GeV的质子沿中心轴线入射长 60cm、直径 2 0cm厚铅靶在不同部位引起的辐射损伤进行了研究 ,得到合理的结果。 展开更多
关键词 辐射损伤 原子位移 原子位移率 ADS 散裂中子靶
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蒙特卡罗共轭输运法计算堆外探测器三维空间响应函数 被引量：9
8
作者 周旭华 李富 王登营 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期14-18,共5页
堆外中子探测器的读数包含有堆芯功率分布的信息,探测器读数与堆芯功率分布之间的联系可由探测器空间响应函数建立。准确的堆外探测器三维空间响应函数是实现由堆外探测器读数重构出堆芯功率分布的关键之一。本文利用蒙特卡罗程序(MCNP)... 堆外中子探测器的读数包含有堆芯功率分布的信息,探测器读数与堆芯功率分布之间的联系可由探测器空间响应函数建立。准确的堆外探测器三维空间响应函数是实现由堆外探测器读数重构出堆芯功率分布的关键之一。本文利用蒙特卡罗程序(MCNP),采用共轭输运的计算方法,以压水堆为例,计算分析堆外探测器的三维空间响应函数,并与以往二维离散纵标法的计算结果进行比较。结果表明采用三维计算是必要的,而蒙特卡罗共轭输运法可以方便地实现三维复杂几何下的空间响应函数计算。 展开更多
关键词 蒙特卡罗方法 共轭输运 堆外探测器 探测器空间响应函数
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钍－铀栅零功率堆临界实验（Ⅱ）及中子通量分布 被引量：7
9
作者 姚志铨 姚则悟 +2 位作者 季华祥 包伯荣 张家骅 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 1994年第2期110-116,共7页
在中国科学院上海原子核研究所零功率装置上完成了钍－铀栅分列元件的临界实验和中子通量分布测量。使用了直径８ｍｍ、加浓度３％的低浓铀燃料元件和同样直径的四氟化钍棒。实验数据与理论计算值符合较好。
关键词 临界 中子通量 钍-铀栅 零功率堆
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中国加速器驱动次临界系统主加速器初步物理设计(英文) 被引量：7
10
作者 闫芳 李智慧 唐靖宇 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1783-1787,共5页
中国加速器驱动次临界系统(C-ADS)计划采用一个平均流强为10mA的连续波质子加速器作为次临界堆的驱动器,驱动加速器的束流功率为15MW,最终能量1.5GeV,其中主加速器是驱动加速器的一个重要部分,完成束流能量从10MeV到1.5GeV的加速,所有... 中国加速器驱动次临界系统(C-ADS)计划采用一个平均流强为10mA的连续波质子加速器作为次临界堆的驱动器,驱动加速器的束流功率为15MW,最终能量1.5GeV,其中主加速器是驱动加速器的一个重要部分,完成束流能量从10MeV到1.5GeV的加速,所有加速腔均采用超导结构。为了避免频繁束流中断对反应堆的损坏,设计要求驱动加速器在运行过程中束流可以中断的次数非常有限,因此加速器在设计过程植入了容错机制,尝试了各种可能的方法以最大程度地满足C-ADS加速器的高可靠性和稳定性的要求。介绍了C-ADS主加速器的基本设计:总长度306.4m,束流的归一化RMS发射度增长控制在5%以内。总结了各个重要参数选择过程中的考虑以及整个加速段多粒子跟踪模拟的束流动力学结果。 展开更多
关键词 中国加速器驱动次临界系统 连续波 质子 超导直线加速器 容错机制 束流动力学
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加速器驱动的次临界系统散裂靶热工水力研究 被引量：5
11
作者 张尧立 崔鹏飞 +2 位作者 肖思聪 杨永伟 周志伟 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期573-578,共6页
散裂靶位于加速器驱动的次临界系统(ADS)的中心,为核嬗变提供所需的中子源。通过分析散裂靶的热工要求,选取铅铋合金(LBE)作为ADS的靶材料和冷却剂。使用MCNP程序计算质子束轰击靶区产生的能量沉积,并使用CFD程序FLUENT计算靶区热工特... 散裂靶位于加速器驱动的次临界系统(ADS)的中心,为核嬗变提供所需的中子源。通过分析散裂靶的热工要求,选取铅铋合金(LBE)作为ADS的靶材料和冷却剂。使用MCNP程序计算质子束轰击靶区产生的能量沉积,并使用CFD程序FLUENT计算靶区热工特性。分析了不同设计参数及不同靶窗形状对ADS靶区温度分布和速度分布的影响,得到满足热工要求的可选方案。 展开更多
关键词 加速器驱动的次临界系统 散裂靶 热工水力
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150MeV质子入射固态金属靶性质研究 被引量：3
12
作者 樊胜 叶沿林 +1 位作者 赵志祥 罗璋琳 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 2001年第3期239-244,共6页
对 150MeV质子入射钨、铅和铅 铋合金固态金属靶的性质进行了研究。就靶的几何设计、靶材料选择、150MeV质子入射靶中子产额和从靶中泄漏的中子产额、泄漏中子的能谱和空间分布。
关键词 固态金属靶 加速器驱动洁净核能系统 性质 质子入射 中子产额 几何设计 材料 辐射损伤
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利用LR 115 2B研究7.4GeV质子束轰击铅靶的散裂中子源外表面中子分布 被引量：3
13
作者 万俊生 张颖 +4 位作者 张利兴 Hashemi-Nezhad S R Brandt R 夏海鸿 丁大钊 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2002年第7期493-496,共4页
利用LR 115 2B探测器研究了8cm× 2 0cm的铅靶在 7.4GeV质子的轰击下 ,散裂中子在实验装置外表面的分布 ,对实验结果进行了模拟解析 ,同时利用中子活化法验证了LR 115 2B探测结果及理论模拟结果利用LR 115 2B探测器研究了8cm... 利用LR 115 2B探测器研究了8cm× 2 0cm的铅靶在 7.4GeV质子的轰击下 ,散裂中子在实验装置外表面的分布 ,对实验结果进行了模拟解析 ,同时利用中子活化法验证了LR 115 2B探测结果及理论模拟结果利用LR 115 2B探测器研究了8cm× 2 0cm的铅靶在 7.4GeV质子的轰击下 ,散裂中子在实验装置外表面的分布 ,对实验结果进行了模拟解析 ,同时利用中子活化法验证了LR 115 展开更多
关键词 固体径迹探测器 LR1152B 散裂中子源
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蒙卡-燃耗程序系统及ADS基准题的计算 被引量：13
14
作者 蒋校丰 谢仲生 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2003年第4期325-331,共7页
为对核废物进行嬗变,提出了加速器驱动的次临界系统(ADS)。由于外中子源的存在及中子注量率的各向异性,ADS的核计算和常规反应堆的有较大的差别,原则上需要应用中子输运理论的方法,目前尚无成熟的计算方法与程序。为此,IAEA提出了ADS基... 为对核废物进行嬗变,提出了加速器驱动的次临界系统(ADS)。由于外中子源的存在及中子注量率的各向异性,ADS的核计算和常规反应堆的有较大的差别,原则上需要应用中子输运理论的方法,目前尚无成熟的计算方法与程序。为此,IAEA提出了ADS基准题。基准题分为几个阶段,第一阶段主要致力于ADS的中子性能分析,检验现有核数据库、计算方法和程序的可靠性及不确定性。开发了MC-NT-ORIGEN2程序系统,并对该基准题进行了给定次临界点下的富集度、零燃耗下的径向与轴向的功率分布、反应性空泡效应、外源价值和燃耗的计算,取得了满意的结果。 展开更多
关键词 蒙卡-燃耗程序系统 加速器 次临界系统 ADS 反应堆
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加速器驱动洁净核能系统中的燃耗行为分析 被引量：3
15
作者 樊胜 赵志祥 丁大钊 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 2001年第1期73-78,共6页
研究了加速器驱动洁净核能系统 (ADS)次临界反应堆内核素的演化。分析结果表明 :ADS具有嬗变长寿命核废物的能力。从快堆和热堆的比较可知 ,ADS的快堆具有输出功率大、长寿命超铀放射性废物的累积水平低、裂变产物对反应堆反应性和能量... 研究了加速器驱动洁净核能系统 (ADS)次临界反应堆内核素的演化。分析结果表明 :ADS具有嬗变长寿命核废物的能力。从快堆和热堆的比较可知 ,ADS的快堆具有输出功率大、长寿命超铀放射性废物的累积水平低、裂变产物对反应堆反应性和能量增益影响小等优点。这些优点在利用U Pu燃料循环的次临界堆中十分明显。对于利用Th U燃料循环的次临界堆 ,热堆和快堆都是可以工作的 ;而对于U Pu燃料循环的系统 ,快堆则是较好的选择。 展开更多
关键词 加速器驱动洁净核能系统 累积 嬗变 次临界反应堆 核素 演化 燃耗行为 裂变产物
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加速器驱动次临界系统始发事件的选取研究 被引量：4
16
作者 王强龙 杨志义 +3 位作者 胡丽琴 王家群 李亚洲 FDS团队 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2013年第3期274-279,共6页
概率安全评价(PSA)是一种重要的反应堆安全分析方法,对反应堆的设计、运行具有指导作用。始发事件的选取是对反应堆实施概率安全评价的起点和基础。加速器驱动次临界系统(ADS)由于先进的设计特征、复杂的系统构成及缺乏工程和运行经验,... 概率安全评价(PSA)是一种重要的反应堆安全分析方法,对反应堆的设计、运行具有指导作用。始发事件的选取是对反应堆实施概率安全评价的起点和基础。加速器驱动次临界系统(ADS)由于先进的设计特征、复杂的系统构成及缺乏工程和运行经验,其始发事件的确定具有一定的难度。本文基于目前设计方案,分析该ADS系统具有的安全特性及特殊问题,采用主逻辑图(MLD)推导其始发事件,并参考其他先进研究堆相关经验,最终得到一组始发事件清单,为下一步安全评价工作的展开提供了依据。 展开更多
关键词 ADS 概率安全评价 始发事件 主逻辑图
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铀溶液核临界安全实验装置 被引量：10
17
作者 史永谦 林生活 等 《核动力工程》 CSCD 北大核心 2002年第3期72-75,102,共5页
硝酸铀溶液液核临界安全实验装置专门用于研究乏燃料后处理中储存容器的核临界安全问题。为了得到我国自己的核临界安全实验数据，中国原子能科学研究院设计，建造了铀溶液核临界安全实验装置，实验装置的活性区硝酸铀酰溶液内可含中子... 硝酸铀溶液液核临界安全实验装置专门用于研究乏燃料后处理中储存容器的核临界安全问题。为了得到我国自己的核临界安全实验数据，中国原子能科学研究院设计，建造了铀溶液核临界安全实验装置，实验装置的活性区硝酸铀酰溶液内可含中子吸收体或不含中子吸收体，活性区可有反射层或没有反射层，在以上四种条件下，可对不同硝酸铀酰溶液浓度进行临界试验研究，该实验装置具有多种安全保护措施，但运行方式简便，启动，停止容易，单次误操作不危及实验装置的特点，该装置还具有可视性定量，限量自动加料系统，高精度全程液位测量计以及采用多操作步骤才能完成‘一次注量’的控制方式等特点，安全分析认为该装置造成核临界事故的概率为10^-8。 展开更多
关键词 铀溶液 核临界安全 实验装置 安全措施
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启明星实验装置设计方案中K_(eff)与最优化参数的计算 被引量：2
18
作者 王晓宇 冯开明 +1 位作者 黄锦华 张国书 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期123-128,共6页
在验证加速器驱动系统的启明星实验装置的设计方案中,利用蒙特卡罗程序(MCNP)对有效增殖系数Keff进行了计算,并对与Keff密切相关的热区燃料元件栅距和热区厚度进行了最优参数的计算。结果表明,启明星实验装置的Keff能够达到设计的目标。
关键词 启明星实验装置 MCNP程序 蒙特卡罗程序 反应堆
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用DCE/CEM和LAHET软件计算ADS标准散裂靶的比较 被引量：1
19
作者 万俊生 张颖 +3 位作者 张利兴 于洪伟 夏海鸿 丁大钊 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2004年第3期197-200,共4页
利用蒙卡程序DCM/CEM和LAHET对加速器驱动的次临界系统ADS标准散裂中子靶进行了计算。长为0.6m、直径为0.2m的圆柱形Pb靶在0.15—1.6GeV的高能质子轰击的情况下,利用两软件对质子在靶208内的能量沉积、Pb靶发生散裂反应产生的中子及靶... 利用蒙卡程序DCM/CEM和LAHET对加速器驱动的次临界系统ADS标准散裂中子靶进行了计算。长为0.6m、直径为0.2m的圆柱形Pb靶在0.15—1.6GeV的高能质子轰击的情况下,利用两软件对质子在靶208内的能量沉积、Pb靶发生散裂反应产生的中子及靶内和表面的中子注量、中子能谱分布等进行了比较计算。结果表明:两者模拟结果在中能区(0.8—1.0GeV)符合很好,但在质子能量较高或较低时,两者略有差别。 展开更多
关键词 ADS 散裂中子靶 中子产额 能量沉积 中子分布
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加速器驱动系统的燃料选择 被引量：1
20
作者 杨永伟 李浩泉 经荥清 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期149-153,共5页
对装载不同增殖材料的现实加速器驱动系统(ADS)的安全及嬗变超铀核素特性进行研究。分别 以(U,TRU)O2和(Th,TRU)O2作为堆芯燃料,先用LAHET和MCNP程序对ADS进行稳态模拟计 算,再耦合MCNP和ORIGEN2程序计算燃耗过程中的核素密度变化。结... 对装载不同增殖材料的现实加速器驱动系统(ADS)的安全及嬗变超铀核素特性进行研究。分别 以(U,TRU)O2和(Th,TRU)O2作为堆芯燃料,先用LAHET和MCNP程序对ADS进行稳态模拟计 算,再耦合MCNP和ORIGEN2程序计算燃耗过程中的核素密度变化。结果显示,装载钍基燃料的 ADS对超铀核素的嬗变效果较好,且在燃耗过程中其反应性和质子流强波动较小;装载铀基燃料的 ADS则具有更安全的多普勒效应和缓发中子有效份额。总体来看,如果需要堆长时间安全嬗变超铀核 素,装载钍基燃料会取得更好的效果。 展开更多
关键词 超铀核素 加速器驱动系统 堆芯 MCNP程序 ADS 燃耗 缓发中子 装载 时间安全 显示
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