[發(fā)明專利]劑量場分析方法及其裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011093484.0
• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN112269203B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發(fā)明（設計）人: 劉興民;邵靜;柯國土;萬海霞;張強;王事喜;王鳳龍;李敏;王毅;吳明宇
• 申請（專利權）人: 中國原子能科學研究院
• 主分類號: G01T1/02
• 分類號: G01T1/02
• 代理公司: 北京市創(chuàng)世宏景專利商標代理有限責任公司 11493
• 代理人: 王鵬鑫

1.一種劑量場分析方法，其特征在于，包括：

使用蒙特卡洛程序，計算三維網(wǎng)格（i）內放射性核素生成信息；

將所述生成信息轉換成數(shù)值解析程序所需格式；

使用所述數(shù)值解析程序，計算放射性核素個數(shù)隨時間的變化，得到三維網(wǎng)格（i）內衰變γ射線能譜和源強；和

將所得到三維網(wǎng)格（i）內衰變γ射線能譜和源強輸入所述蒙特卡洛程序，計算出放射性核素的γ射線劑量場分布；

其中，網(wǎng)格（i）內總的放射性核素個數(shù)隨時間的變化為在網(wǎng)格（i）內生成的放射性核素隨時間的變化與由網(wǎng)格（i-1）流入網(wǎng)格（i）內的放射性核素隨時間的變化之和，公式（1）如下：

（1）

其中，為某個網(wǎng)格對應的代號；

為網(wǎng)格（i）中某種放射性核素的個數(shù)；

為冷卻劑通過網(wǎng)格（i）的時間；

為網(wǎng)格（i）中經中子輻照生成的核素的個數(shù)；

為由網(wǎng)格（i-1）流入網(wǎng)格（i）內的核素的個數(shù)；

為流過網(wǎng)格（i）的總質量流速份額；

為核素的衰變常數(shù)（1/s）；

t為時間（s），t=0時為反應堆開始啟動；

在網(wǎng)格（i）內生成的放射性核素隨時間的變化可表示為網(wǎng)格（i）中產生放射性核素對應的母核的核素的個數(shù)與網(wǎng)格（i）中核素與中子的平均反應率的乘積與修正后的網(wǎng)格（i）中經中子輻照生成的核素的個數(shù)之差，公式（2）如下：

（2）

為網(wǎng)格（i）中的冷卻劑的流速（cm³/s）；

為網(wǎng)格（i）中冷卻劑的體積（cm³）；

λ為核素的衰變常數(shù)（1/s）；

為網(wǎng)格（i）中核素與中子的平均反應率（（barn·n）/（cm²·s））；

為網(wǎng)格（i）中經中子輻照生成的核素的個數(shù)；

N為網(wǎng)格（i）中產生放射性核素對應的母核的核素的個數(shù)；

得到網(wǎng)格（i）內產生的放射性核素的個數(shù)后，網(wǎng)格（i）內放射性核素的活度濃度A（Bq）為核素的衰變常數(shù)與網(wǎng)格（i）中核素的個數(shù)的乘積，由公式（3）計算：

（3）

λ為核素的衰變常數(shù)（1/s）；

為網(wǎng)格（i）中隨時間變化的核素的個數(shù)。

2.根據(jù)權利要求1所述的劑量場分析方法，其特征在于：

使用所述蒙特卡洛程序，計算x、y和z三個方向的三維網(wǎng)格（i）內中子通量和反應截面；

使用所述數(shù)值解析程序，計算放射性核素的積累和衰變過程。

3.根據(jù)權利要求1所述的劑量場分析方法，其特征在于：

使用所述數(shù)值解析程序，通過設定核素的成分、衰變特性、受輻照時間、衰變時間或者冷卻劑在堆芯水池的流動特性中的至少一個進行計算。

4.根據(jù)權利要求1所述的劑量場分析方法，其特征在于，

使用蒙特卡洛程序計算三維網(wǎng)格（i）內放射性核素生成信息包括獲取燃耗分區(qū)中的信息。

5.根據(jù)權利要求4所述的劑量場分析方法，其特征在于，使用蒙特卡洛程序計算三維網(wǎng)格（i）內放射性核素生成信息包括初始核密度信息和輸出結果文件中的能譜通量、裂變反應率、裂變沉積能或者核素的核反應率中的至少一個。

6.根據(jù)權利要求1所述的劑量場分析方法，其特征在于，將所述生成信息轉換成數(shù)值解析程序所需格式包括采用直譯式腳本語言。

7.根據(jù)權利要求1所述的劑量場分析方法，其特征在于，所述劑量場為深水池式低溫供熱堆三維劑量場。

8.根據(jù)權利要求7所述的劑量場分析方法，其特征在于，對所述深水池式低溫供熱堆輻射場的計算包括：反應堆水池的輻射場劑量計算、一回路與二回路換熱工藝間輻射場計算、二回路與供熱回路換熱工藝間輻射場計算。

9.根據(jù)權利要求8所述的劑量場分析方法，其特征在于，在二回路中設置中子和γ射線探測器，當有中子泄漏進入時，使用蒙特卡洛程序計算二回路中水的活化。