二次中子源在CEFR上的可行性分析研究

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根据相关核安全标准的规定,反应堆换料后的重新物理启动过程,需保证至少有两个通道核探测器的计数率不低于0.5 cps,以避免出现探测“盲区”,保证反应堆安全启动。CEFR首次启动中使用252Cf源作为启动中子源,但伴随着CEFR堆内252Cf的衰减(252Cf的半衰期约为2.64a),后续换料启动中,堆外探测器可能无法满足上述要求。考虑到252Cf源价格昂贵,订制周期较长,为满足CEFR后续长期运行的需求,本论文研究用二次中子源替代堆内的252Cf一次中子源的可行性。本文设计了几种Sb-Be二次中子源组件及其辐照方案。采用MCNP程序模拟计算了二次中子源组件中123Sb的(n,γ)核反应率和9Be的(γ,n)单核反应率,得出二次中子源组件在CEFR堆芯指定位置处不同工况辐照下的源强。比照之前实验人员对252Cf源在堆芯某一位置的实测数据,同时考虑252Cf源与Sb-Be源由于能谱不同而造成的堆外源量程探测器的计数差异,计算了满足CEFR启动相关法规要求所需Sb-Be源的最小源强,分析所设计的二次中子源组件及辐照方案在CEFR中应用的可行性。计算结果表明,二次中子源组件内不加入中子慢化剂效果更好。本文所设计的几种二次中子源组件及辐照方案在CEFR多数运行工况下可以满足CEFR重新启动对堆外源量程探测器最小计数率的要求。
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