[發(fā)明專利]一種估算重水堆中熱中子注量的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910001230.2
• 申請(qǐng)日: 2019-01-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109659047B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔增琪;張國(guó)輝;白懷勇;江浩雨;盧毅;胡益?zhèn)?/a>
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號(hào): G21C17/00
• 分類號(hào): G21C17/00
• 代理公司: 北京萬(wàn)象新悅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11360
• 代理人: 李稚婷

1.一種估算重水堆中熱中子注量的方法，包括如下步驟：

1)對(duì)待測(cè)重水堆堆芯中的結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行取樣；

2)使用核分析儀對(duì)結(jié)構(gòu)材料樣品中的一種或多種元素的同位素的豐度進(jìn)行測(cè)量，得到測(cè)量結(jié)果；

3)將步驟2)得到的同位素豐度測(cè)量結(jié)果與同位素豐度隨著熱中子注量變化的理論計(jì)算值進(jìn)行對(duì)比，估算出結(jié)構(gòu)材料在堆芯期間受到的熱中子注量，其中，所述同位素豐度隨著熱中子注量變化的理論計(jì)算值通過(guò)下述方法得到：

對(duì)于任意一個(gè)元素X，假設(shè)它的質(zhì)量數(shù)最小的天然同位素為^AX，用下列方程組表示X的各個(gè)同位素的原子核數(shù)瞬時(shí)變化率：

其中N為自然數(shù)，分別為t時(shí)刻各同位素^AX、^A+1X、^A+2X…^A+NX的原子核數(shù)；分別為^AX(n,γ)^A+1X、^A+1X(n,γ)^A+2X、^A+2X(n,γ)^A+3X…^A+N-1X(n,γ)^A+NX的反應(yīng)率，它們通過(guò)以下方程得到：

其中分別為熱中子的^AX(n,γ)^A+1X、^A+1X(n,γ)^A+2X、^A+2X(n,γ)^A+3X…^A+N-1X(n,γ)^A+NX的反應(yīng)截面，φ_t為熱中子通量密度；

分別為^A+1X、^A+2X…^A+N-1X、^A+NX的原子核數(shù)消失率；經(jīng)計(jì)算，如果^A+NX的產(chǎn)量不足^A+N-1X的0.01％，則忽略^A+NX之后的同位素，并且認(rèn)為^A+NX只通過(guò)衰變損失原子核；

其中分別為^A+1X、^A+2X…^A+N-1X、^A+NX的衰變常數(shù)；

假設(shè)X的初始原子核數(shù)為100，則根據(jù)該元素的天然同位素豐度，得到各同位素原子核數(shù)的初值由此得到這一系列方程的解析解，從而得到各同位素在不同時(shí)刻的豐度，比如^A+1X在t時(shí)刻的豐度為：

在堆芯熱中子通量密度φ_t為定值的條件下，計(jì)算得到各同位素豐度隨時(shí)間t的變化曲線；

當(dāng)t為定值時(shí)，以φ_t為變量計(jì)算得到各同位素豐度隨φ_t的變化曲線；由于φ_t·t即為熱中子的注量，所以由此得到同位素豐度隨熱中子注量的變化曲線。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2)中所述元素為Fe和/或Ni。

3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟2)對(duì)同位素⁵⁶Fe、⁵⁷Fe、⁵⁸Ni和/或⁶⁰Ni的豐度進(jìn)行測(cè)量。