[發(fā)明專利]一種最小核臨界事故輻射源項(xiàng)的計(jì)算方法

在審

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• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112507509A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邵增;霍小東;易璇;劉國明;胡小利;李云龍;楊海峰;于淼;陳添;費(fèi)鈞天
• 申請（專利權(quán)）人: 中國核電工程有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G21D1/02
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11311
• 代理人: 田明;任曉航

本發(fā)明涉及一種最小核臨界事故輻射源項(xiàng)計(jì)算方法，從可能發(fā)生臨界事故的各種機(jī)理出發(fā)，篩選出臨界事故情景，并采用簡化幾何模型的方法進(jìn)一步優(yōu)化考慮源項(xiàng)。針對三維蒙卡程序分析臨界事故輻射源項(xiàng)時(shí)中子源項(xiàng)和光子源項(xiàng)歸一化因子不相同的問題，通過寫裂變體積源、讀裂變體積源、關(guān)閉裂變截面、裂變光子產(chǎn)生開關(guān)等技術(shù)，采用三次有差別計(jì)算的方式對中子和光子源項(xiàng)分別歸一，解決了非臨界狀態(tài)下的源項(xiàng)分析困難。該種方法實(shí)現(xiàn)了核臨界事故報(bào)警系統(tǒng)的布置設(shè)計(jì)及閾值設(shè)置中對最小核臨界事故輻射源項(xiàng)合理分析的需求，是一種先進(jìn)的、具有工程可行性的最小核臨界事故輻射源項(xiàng)計(jì)算方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種反應(yīng)堆外易裂變材料的核臨界安全分析技術(shù)，具體涉及一種最小核臨界事故輻射源項(xiàng)的計(jì)算方法，用于核臨界事故報(bào)警系統(tǒng)的布置優(yōu)化及閾值選取。

背景技術(shù)

核臨界事故報(bào)警系統(tǒng)用于及時(shí)探測核臨界事故并觸發(fā)報(bào)警，敦促人員撤離，防止受到核臨界事故第一峰之后的輻射照射；同時(shí)設(shè)施工作人員在報(bào)警后按照事故應(yīng)急響應(yīng)規(guī)程進(jìn)行核臨界事故的測定和緩解，最大程度的降低核臨界事故產(chǎn)生的后果。由于第一峰之后的輻射照射仍很大，核臨界事故報(bào)警系統(tǒng)觸發(fā)的快速撤離響應(yīng)對減小操作員的輻照劑量有著重要的作用。

我國乏燃料后處理廠的設(shè)計(jì)中已將核臨界事故作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故，在乏燃料后處理廠中合理設(shè)置核臨界事故報(bào)警系統(tǒng)，是縱深防御的一個(gè)重要組成部分，是我國國家標(biāo)準(zhǔn)的重要安全要求，也是審管當(dāng)局重點(diǎn)關(guān)注的一個(gè)安全功能。

核臨界事故報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，應(yīng)使誤報(bào)警發(fā)生率降到最小，因此報(bào)警的閾值應(yīng)足夠高，但必須保證能瞬時(shí)探測到所關(guān)心的最小核臨界事故。根據(jù)GB15146.9《反應(yīng)堆外易裂變材料的核臨界安全核臨界事故探測與報(bào)警系統(tǒng)的性能及檢驗(yàn)要求》，最小核臨界事故是指：在無屏蔽的條件下，60s內(nèi)在距反應(yīng)物體2m處的自由空氣中所引起的瞬發(fā)中子和瞬發(fā)光子輻射的總吸收劑量為0.2Gy。

雖然GB15146.9中明確了最小核臨界事故的定義，但對計(jì)算模型、計(jì)算方法并未給出具體的要求和指導(dǎo)性意見。我國已建成的后處理中間試驗(yàn)廠的設(shè)計(jì)中，限于計(jì)算手段限制及設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的不足，采取了單設(shè)備、一維計(jì)算的簡化處理，對最小核臨界事故輻射源項(xiàng)也沒有開展詳細(xì)的分析研究。

從國內(nèi)外核臨界事故報(bào)警系統(tǒng)研究設(shè)計(jì)的調(diào)研情況來看，最小核臨界事故的輻照源項(xiàng)計(jì)算都是基于最小核臨界事故的定義，但對于如何建立最小核臨界事故的輻射源項(xiàng)計(jì)算模型及如何分別計(jì)算中子、光子源項(xiàng)，還未有公開發(fā)表的詳細(xì)、系統(tǒng)的計(jì)算分析方法可供參考。

從工程應(yīng)用的角度來看，由于核臨界事故報(bào)警系統(tǒng)需要對核臨界事故的輻射源項(xiàng)進(jìn)行報(bào)警。因此，最小核臨界事故的輻射源項(xiàng)計(jì)算是核臨界事故報(bào)警系統(tǒng)的布置設(shè)計(jì)及閾值設(shè)置的基礎(chǔ)，如何合理、保守地得到最小核臨界事故的輻射源項(xiàng)，對于核臨界事故報(bào)警系統(tǒng)正確實(shí)現(xiàn)其功能是非常重要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種具有工程可行性的最小核臨界事故輻射源項(xiàng)的計(jì)算方法，滿足核臨界事故報(bào)警系統(tǒng)的布置優(yōu)化及閾值選取中對最小核臨界事故輻射源項(xiàng)合理分析的需求。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種最小核臨界事故輻射源項(xiàng)的計(jì)算方法，包括：

(1)通過核臨界事故情景假設(shè)分析，篩選出臨界事故的情景假設(shè)；

(2)針對影響源項(xiàng)能譜的臨界事故情景，建立最小核臨界事故計(jì)算模型；

(3)進(jìn)行輻射源項(xiàng)數(shù)據(jù)分析計(jì)算，采用三次有差別計(jì)算的方式得到最小核臨界事故裂變數(shù)、泄漏中子數(shù)及其能譜、泄漏光子數(shù)及其能譜的計(jì)算結(jié)果。

進(jìn)一步，如上所述的最小核臨界事故輻射源項(xiàng)的計(jì)算方法，步驟(1)中所述的核臨界事故情景假設(shè)分析，從可能發(fā)生臨界事故的各種機(jī)理出發(fā)，分析可能引發(fā)臨界的某種臨界機(jī)理的現(xiàn)象、始發(fā)事件及其發(fā)生的可能性，最終篩選出臨界事故的情景假設(shè)。