重大研究項目

1、 PAGE 68 中國原子能科學研究院年報 2005 重大研究項目加速器驅動潔凈核能系統(tǒng)物理及技術基礎研究 PAGE 67重大研究究項目加速器驅驅動潔凈凈核能系系統(tǒng)物理理及技術術基礎研研究1 “加速器器驅動潔潔凈核能能系統(tǒng)的的物理及及技術基基礎研究究”項目總總結報告告*夏海鴻11，2，趙志志祥1（1 中中國原子子能科學學研究院院，北京京 11024413；2 西西北核技技術研究究所)人們在享享受核電電帶來的的巨大好好處時，也不得得不面對對核電產(chǎn)產(chǎn)生的核核廢料，尤其是是長壽命命核廢料料的最終終處理處處置難題題。根據(jù)據(jù)對核電電站廢物物的潛在在生物危危害性分分析，核核電站廢廢物的遠遠期風險險決定于于

2、長壽命命高放廢廢物，其其中，主主要是NNp，Am，Cm等被被稱為次次量錒系系核素(MA)的核素素和長壽壽命裂變變產(chǎn)物（LLFFP）。MAA和LLFFP要衰衰變數(shù)十十萬年才才能達到到天然鈾鈾的毒性性水平。大量的的如此長長壽命高高放廢物物進行地地質深埋埋處置是是有環(huán)境境風險的的。國際際上早于于20世紀紀60年代代就提出出了采用用分離和和嬗變（Parrtittionningg annd TTrannsmuutattionn，P&TT）的方方法處置置中、長長壽命高高放廢物物。即首首先將長長壽命錒錒系核素素和長壽壽命裂變變產(chǎn)物從從高放廢廢物中分分離出來來，然后后再集中中進行嬗嬗變，使使其變?yōu)闉榉€(wěn)定或或短

3、壽命命的核素素。分離離和嬗變變可以在在充分利利用資源源的同時時，大大大降低核核廢料的的毒性和和體積，采用分分離和嬗嬗變的技技術路線線，結合合必要的的少量高高放廢物物的深埋埋處置是是處理、處置MMA和LLFFP的合合理的選選擇。加速器驅驅動的次次臨界系系統(tǒng)（AADS）是嬗變變核廢料料的最強強有力工工具。AADS的的研究與與開發(fā)是是一個集集加速器器、反應應堆物理理、核物物理、材材料科學學、核化化學等多多學科于于一身的的綜合性性系統(tǒng)工工作。核核科技界界認為AADS是是一條有有前途的的新一代代核能開開發(fā)的技技術路線線。國際際原子能能機構把把它列入入新型核核能系統(tǒng)統(tǒng)中稱之之為“新出現(xiàn)現(xiàn)的核廢廢物嬗變變及

4、能量量產(chǎn)生的的核能系系統(tǒng)”。研究究成果將將具有良良好的資資源效益益、安全全效益、環(huán)境效效益，是是我國核核裂變能能可持續(xù)續(xù)發(fā)展值值得探索索的新技技術途徑徑，也是是國際上上目前研研究的一一個熱點點。“加速器器驅動潔潔凈核能能系統(tǒng)的的物理及及技術基基礎研究究”于19999年11月科科技部批批準立項項，20000年年9月27日在中國國原子能能科學研研究院啟啟動實施施。主要要承擔單單位是中中國原子子能科學學研究院院和中國國科學院院高能物物理研究究所，項項目依托托單位為為國防科科工委和和中國科科學院。參加單單位還有有北京大大學、清清華大學學、西安安交通大大學、南南華大學學、西南南物理研研究院、西北核核技術

5、研研究所等等，投入入人員770余人人。5年的主主要研究究內容為為反應堆堆物理及及外源驅驅動零功功率次臨臨界反應應堆實驗驗、強流流加速器器物理及及相關的的單項技技術、核核物理基基礎、AADS系系統(tǒng)物理理性能研研究等諸諸方面。與先進進核能國國家比較較，我國國的ADDS研究究起步較較晚，投投入也較較少。但但由于充充分利用用了承擔擔單位的的技術積積累、很很好地借借鑒了國國外的先先進經(jīng)驗驗并且充充分發(fā)揮揮了科研研人員的的積極性性和創(chuàng)造造性，目目前，我我國ADDS研究究整體上上達到國國際水平平，有些些已經(jīng)達達到國際際先進水水平，得得到了國國際同行行的認可可。我國國在國際際上相關關領域已已占有一一席之地地，

6、我們們的項目目已被國國際同行行列入國國際發(fā)展展勢態(tài)圖圖表，具具有一定定的國際際影響力力。我國國在國際際合作中中有了實實在的份份量，人人員往來來日益活活躍與頻頻繁，與與意大利利、瑞士士、日本本、韓國國等都有有合作框框架。20005年，我們還還成功舉舉辦了“第三屆屆亞洲AADS會會議”，來自日本本、韓國國及瑞士士三方的的9名代表表和中方方30多名名代表參參加了會議。我們的研研究成果果可以歸歸納如下下。1）在國國際上第第1個建立立了快-熱耦合合的ADDS次臨臨界實驗驗平臺在ADSS研究初初期，我們即即提出AADS快快-熱耦合合的概念念，內區(qū)區(qū)為快區(qū)區(qū)，由天然然鈾、錒錒系核和和鉛（或或鈉）組組成，外外

7、區(qū)為熱熱區(qū)。內內區(qū)可看看成是中中心的散散裂中子子源的中中子倍增增器，在在嬗變錒錒系核廢廢料、轉轉換核燃燃料的同同時具有有放大外外中子源源的作用用，并有有一定的的能量輸輸出；外外區(qū)主要要具有放放大內區(qū)區(qū)中子的的作用并并產(chǎn)生能能量。之之后，國國外也相相繼提出出了ADDS快-熱耦合合的設計計。經(jīng)過過5年的艱艱苦努力力，攻克克了設計計、加工工、制造造中的許許多難關關，終于于建成了了國際上上第1個實現(xiàn)現(xiàn)了快-熱耦合合的ADDS次臨臨界實驗驗裝置啟明明星1#次臨界界實驗平平臺。國國際原子子能機構構將于20006年10月召召開ADDS低濃濃化會議議，而我我國的啟啟明星11#已經(jīng)經(jīng)實現(xiàn)了了ADSS低濃化化要求

8、。因此，國際原原子能機機構特地地邀請我我們的專專家去作作報告。2）建立立了具有有國際先先進水平平的強流流RFQQ加速器器這是繼美美國Loos AAlammos 國立實實驗室的的CW模模式LEEDA-RFQQ之后所所建造的的功率最最高的RRFQ加加速器。我們的的RFQQ加速器器是按CCW設計計、加工工、建造造的，但但是，由由于束流流功率水水平需要要逐步提提高，所所以第11步目標標是6工作比比，以后后再逐步步提高到到CW。選擇66工作作比是受受限于高高能物理理研究所所1號廳廳現(xiàn)有水水冷供給給能力，其供電電能力也也不能支支持CWW運行。但即使使運行在在6工工作比，此RFFQ束流流功率在在目前仍仍然僅

9、次次于LEEDA-RFQQ。強流流加速器器所采用用的四翼翼型RFFQ具有有很高的的技術挑挑戰(zhàn)，發(fā)發(fā)展強流流質子加加速器的的各國無無不把它它作為需需要突破破的首選選技術關關鍵，投投入大量量時間和和經(jīng)費，開發(fā)其其技術。法國、意大利利、韓國國等于119977年左右右開始強強流RFFQ的研研制，目目前，僅僅有韓國國于20001年年建立了了1臺33 MeeV的RRFQ，但由于于加工失失誤，不不僅頻率率不對，流強也也遠沒達達到設計計值，只只好重新新建造。而法國國、意大大利到什什么時候候建成目目前尚無無定數(shù)。由此可可見，強強流RFFQ加速速器的建建造是十十分困難難的，有有一系列列技術難難題有待待克服，必須要

10、要有所創(chuàng)創(chuàng)新。我我們選擇擇了高起起點出發(fā)發(fā)、跳躍躍式發(fā)展展的創(chuàng)新新技術路路線，跳跳過冷模模研制階階段，直直接進入入工藝模模研制。由此，我們省省去兩年年的時間間和近百百萬元的的經(jīng)費，并很快快地縮短短我們與與國際水水平的差差距。在在RFQQ物理設設計、腔腔體制造造、實驗驗研究和和射頻功功率源改改造中我我們也都都有所創(chuàng)創(chuàng)新。雖雖然起步步較晚，已經(jīng)很很快達到到國際先先進水平平。3）建立立了具有有國際先先進水平平的強流流離子源源成功研制制了ECCR微波波離子源源，該離離子源結結合電磁磁，永磁磁及鐵回回路，和和國內外外傳統(tǒng)的的同類型型離子源源相比，具有結結構緊湊湊，維修修方便等等優(yōu)點，其主要要性能指指標如

11、引引出束流流密度、引出束束流發(fā)射射度、運行可可靠性等等均接近近國外先先進水平平。在EECR離離子源研研制工作作中，解解決了目目前國內內外同類類離子源源普遍存存在的在在引出強強流離子子束的情情況下，因二次次電子回回轟造成成離子源源壽命受受限制的的問題，取得了了創(chuàng)造性性的成果果。在本本項目研研究的強強流ECCR離子子源、強強流低能能束聚焦焦磁透鏡鏡及相關關技術成成果基礎礎上，為為其他項目研研制成功功1臺D+強流低低能機，并已投投入實際際運行，ECRR離子源源連續(xù)數(shù)數(shù)月工作作，累計計出束時時間超過過 4000h，一直直不需任任何維護護，證明明了它的的可靠性性。4）在國國際上首首次解決決用中子子源倍增

12、增實驗測測量的kkefff與理論論值差別別的問題題這個問題題從上個個世紀880年代代以來國國際上一一直未解解決。為為了解決決這一問問題，人們試試圖用不不同的方方法來對對測量的的kefff值進行行修正，提出了了不同的的改進中中子源倍倍增實驗驗方法。我們從從有源輸輸運方程程出發(fā)，結合源源倍增方方法的定定義給出出實際用用中子源源倍增實實驗測量量的是在在ADSS研究中中所引進進的參數(shù)數(shù)ks而不是是參數(shù)kkefff，我們們也對參參數(shù)ks和參數(shù)數(shù)kefff之間的的關系進進行了實實驗驗證證，指出出參數(shù)kkefff是決定定系統(tǒng)的的安全問問題，而而參數(shù)kks是怎樣樣利用外外中子源源問題。同時，研究也也表明在在用

13、中子子源倍增增方法臨臨界外推推實驗時時，實際際是兩個個參數(shù)都都是趨于于1，因此此，看不不出它們們的差別別，但在在用中子子源倍增增方法測測量參數(shù)數(shù)時，實實際測量量的是的的參數(shù)kks而不是是參數(shù)kkefff。5）在國國內首次次建立和和配套了了ADSS中子學學研究專專用計算算機軟件件系統(tǒng)并并開展AADS工工程概念念優(yōu)化方方案計算算將ADSS中子輸輸運計算算與燃耗耗計算的的耦合，在國內內是屬于于創(chuàng)新性性的工作作，達到到國際同同類研究究水平，并在國國內首次次開展AADS工工程概念念優(yōu)化方方案計算算，達到到國際同同類研究究水平。完成了了以核廢廢物嬗變變、產(chǎn)能能和釷資資源利用用為目標標的加速速器驅動動快-熱

14、耦合合次臨界界系統(tǒng)的的概念設設計。該該概念設設計有以以下優(yōu)點點與創(chuàng)新新性：(1) 由于快快-熱耦合合，快中中子包層層相當于于中子放放大器（放大系系數(shù)可達達到100以上），因而而大大降降低了對對質子加加速器束束流強度度及能量量的要求求；(22) 快快包層對對MA有極極好嬗變變性能與與能力，熱包層層用于對對長壽命命裂變產(chǎn)產(chǎn)物的嬗嬗變及產(chǎn)產(chǎn)能，因因而兼顧顧了嬗變變及產(chǎn)能能的要求求；(33) 熱熱包層采采用钚-釷燃料料循環(huán)，為釷的的利用開開辟了新新的途徑徑；(44) 對對快-熱耦合合裝置的的物理設設計中一一些新問問題（如如放大系系數(shù)，耦耦合系數(shù)數(shù)等）的的計算，提出并并建立了了理論模模型與計計算方法法。

15、這些些都是反反應堆物物理學科科中有待待解決的的新問題題。6）建立立了國際際水平的的ADSS專用中中子和質質子微觀觀數(shù)據(jù)評評價庫這是繼美美國、日日本后建建立的中中高能評評價數(shù)據(jù)據(jù)庫。評評價數(shù)據(jù)據(jù)與新的的實驗數(shù)數(shù)據(jù)符合合更好，特別是是發(fā)射中中子、質質子、氘氘、氚、3He和粒子的的雙微分分截面的的結果是是國際上上最好。部分核核評價的的結果已已發(fā)表在在Nuucleear Phyysiccs AA、Nucllearr Scciennce andd Ennginneerringg、Nuccleaar IInsttrummentts aand Metthodds BB和高能物物理與核核物理等雜志志上。大大部

16、分微微觀數(shù)據(jù)據(jù)已經(jīng)制制作成多多群常數(shù)數(shù)提供使使用。在在建庫的的同時，還發(fā)展展了自己己的中能能核數(shù)據(jù)據(jù)的理論論計算程程序MEEND。該程序序在平衡衡反應的的Hauuserr-Feeshbbachh理論中中嚴格考考慮了寬寬度漲落落修正；在預平平衡反應應的激子子模型中中，包括括了輕復復雜粒子子（3He、4He、氘和和氚）發(fā)發(fā)射的拾拾取機制制；考慮慮了多次次預平衡衡發(fā)射過過程；適適用的入入射粒子子能區(qū)較較寬。7）創(chuàng)造造性地進進行了專專用材料料研究高劑量輻輻照是AADS材材料輻照照效應研研究的一一個關鍵鍵問題。現(xiàn)有中中子和質質子源用用于這樣樣高劑量量的輻射射損傷研研究需要要幾百天天至幾年的的輻照時時間。

17、而而我們采采用重離離子輻照照僅需要要幾十分分鐘至幾十小小時，輻輻照劑量量即可高高達1000 ddpa，大大縮縮短了研研究周期期。經(jīng)過過重離子子輻照模模擬高劑劑量中子子或質子子產(chǎn)生的的輻照效效應的可可靠性實實驗驗證證后，用用重離子子輻照模模擬方法法進行了了多種國國產(chǎn)ADDS散裂裂中子源源束窗和和靶材料料高劑量量輻照效效應的性性能試驗驗。在國國內首次次進行了了鎢靶材材與冷卻卻劑的相相容性試試驗以及及鎢靶材材-包殼的的復合工工藝試驗驗研究，為ADDS靶系系統(tǒng)提供供鎢靶材材料與冷冷卻劑的的相容性性數(shù)據(jù)，為ADDS試驗驗裝置的的鎢靶件件制造提提供工藝藝參數(shù)的的參考數(shù)數(shù)據(jù)。8）探索索性研究究取得積積極成果

18、果首次以正正面的觀觀點和積積極的態(tài)態(tài)度從裂裂變核能能持續(xù)發(fā)發(fā)展的角角度系統(tǒng)統(tǒng)地分析析研究了了核廢料料核素的的價值。研究表表明，從從中子學學價值和和環(huán)保價價值考慮慮，核廢廢料核素素有必要要而且也也可能通通過開發(fā)發(fā)ADSS技術加加以循環(huán)環(huán)利用。對ADDS特有有的輻射射防護問問題開展展了研究究，特別別是對AADS系系統(tǒng)由于于質子束束管存在在產(chǎn)生的的輻射計計量問題題的研究究，對AADS的的系統(tǒng)屏屏蔽計算算等在國國內是第第一次。在國內內首次研研究建立立了ADDS系統(tǒng)統(tǒng)瞬態(tài)仿仿真平臺臺，并利利用該平平臺對AADS系系統(tǒng)加速速器束流流瞬變事事故過程程進行了了仿真研研究。靶靶區(qū)流場場可視化化研究、靶區(qū)流流場的

19、數(shù)數(shù)值模擬擬、靶區(qū)區(qū)流場的的優(yōu)化設設計跟蹤蹤了國外外的相關關研究，在國內內屬創(chuàng)新新性研究究。其中中，靶區(qū)流流場的優(yōu)優(yōu)化設計計中的部部分思路路，在國國外也未未見報道道。靶件件熱應力力分析方方法的建建立在國國內屬于于創(chuàng)新性性研究。*國家重重點基礎礎研究發(fā)發(fā)展規(guī)劃劃項目（G1999900226600）2 AADS次次臨界中中子學研研究進展展史永謙，夏 普普，朱慶慶福，李義國國，張 巍，曹 健，權艷慧慧，羅皇達達，吳曉飛飛ADS系系統(tǒng)反應應堆物理理基礎研研究為中中國科技技部9773項目目“加速器器驅動核核能系統(tǒng)統(tǒng)的物理理及技術術基礎研研究”的第2課題。五年來來，已經(jīng)完完成了計計劃任務務書中規(guī)規(guī)定的所所

20、有的項項目，包括第第1階段的的穩(wěn)態(tài)外外源（2252CCf）驅驅動水堆堆零功率率次臨界界（東風風3號）實實驗及分分析和第第2階段的的建立“啟明星星”實驗裝裝置并開開展初步步實驗研研究。在第1階階段，先后探探討了次次臨界度度及能譜譜的測量量方法，解決了了用中子子源倍增增實驗測測量的kkefff與理論論值差別別的問題題，這個個問題是是上個世世紀800年代以以來國際際上一直直未解決決的。指指出用中中子源倍倍增實驗驗測量的的是在AADS研研究中所所引進的的ks而不是是kefff，并對對ks和kefff之間的的關系進進行了實實驗驗證證，得出出kefff是決定定系統(tǒng)的的安全問問題，而而ks是怎樣樣利用外外中

21、子源源問題。在第2階階段，建立啟啟明星11#實驗驗裝置。在該平平臺上可可研究AADS次次臨界系系統(tǒng)有效效增殖因因子kefff實時測測量和監(jiān)監(jiān)督的方方法；可可宏觀檢檢驗相關關核數(shù)據(jù)據(jù)和校核核中子學學計算程程序；可可開展AADS次次臨界系系統(tǒng)中子子學研究究（外中中子源對對次臨界界反應堆堆的影響響）；可可開展長長壽命核核素嬗變變實驗和和研究。為此，要求其其結構尺尺寸準確確，材料料參數(shù)可可靠；結構合合理，操操作方便便，安全全可靠；次臨界界裝置邊邊界清楚楚，除束束中子源源外杜絕絕散射中中子進入入；裝置水水平高度度可調；次臨界界反應堆堆有效增增殖系數(shù)數(shù)在 00.950.998之間間可調。在在建立“啟明星星

22、1#”實驗裝裝置時,攻克了了加工制制造中的的許多關關鍵問題題，在國際際上建立立了第11個快-熱耦合合的ADDS次臨臨界實驗驗平臺，實現(xiàn)了了ADSS次臨界界反應堆堆的低濃濃化要求求。平臺臺具有國國際先進進水平，并得到到了較大大的國際際影響。瑞典、美國和和西班牙牙等國表表示了極極大興趣趣，并愿愿與我國國進行合合作，共共同研究究。啟明星11#次臨臨界實驗驗平臺現(xiàn)現(xiàn)已開展展的研究究有：實實驗外推推臨界值值；快區(qū)區(qū)熱中子子通量的的徑向和和軸向分分布測量量；快區(qū)區(qū)燃料元元件與熱熱區(qū)邊沿沿燃料元元件的關關系測量量；在線線測量次次臨界系系統(tǒng)對外外中子源源的瞬時時響應等等。3啟明星星1#次次臨界裝裝置上第第1階

23、段段實驗研研究史永謙，夏 普，朱朱慶福，李義國國，張 巍巍，曹 健，權艷慧慧，羅皇皇達，吳吳曉飛在啟明星星1#次臨臨界裝置置設計、加工過過程中，先后建立立在線、瞬時響響應的測測量儀器器-次臨界界反應堆堆多時空空動態(tài)測測量系統(tǒng)統(tǒng)，該系系統(tǒng)包括括16個3He探測測器及其其前置放放大器、16個主主放大器器、16個甄甄別成型型單道及及1臺16通道道同時信信號采集集和分析析器，可可測量AADS啟啟明星次次臨界實實驗平臺臺對加速速器束流流的瞬時時響應,同時購購買3He管16個(10mm1255mm)用于166通道同同時信號號采集；建立熱熱中子通通量在線線測量系系統(tǒng)(用3He管4個(10 mmm10mmm)

24、同時測測量)；研制制噪聲測測量分析析系統(tǒng)，購買反反應堆啟啟動儀器器2套,反應堆堆功率測測量儀器器兩套用用于啟明明星1#次臨界界裝置運運行使用用。啟明星11#次臨臨界裝置置建成后后于20005年年7月18日舉行了了首次裝裝料儀式式，之后后進行了了第1階階段的實實驗研究究，即用用Am-Be穩(wěn)穩(wěn)態(tài)外中中子源驅驅動啟明明星1#次臨界界裝置，測量其其中子學學特性，包括：首次外外推實驗驗（結果果列于表表1，快快區(qū)所加加元件數(shù)數(shù)為半根根，熱區(qū)區(qū)所加元元件數(shù)為為根，無反射射層時平均值值為2333319，有反射射層時平均值值為2 3312 21）；外中中子源在在堆芯不不同位置置的相對對價值（表2）；快區(qū)區(qū)熱中子

25、子通量的的徑向和和軸向分分布測量量（圖11、2）；無熱熱區(qū)元件件時,探測器器在屏蔽蔽層內和和快區(qū)邊邊沿時,中子計計數(shù)隨快快區(qū)元件件增加的的變化規(guī)規(guī)律（圖圖3、44）。首次外推推實驗包包括：11) 加外外中子源源,測量本本底；2) 加快快能譜區(qū)區(qū)燃料元元件2664根，kefff=0.4877；3) 加熱熱能譜區(qū)區(qū)燃料元元件4圈5400根，kefff=0.7，中中子計數(shù)數(shù)由以上上數(shù)據(jù)外外推；44)按外推推臨界值值1/22加料，至kefff=0.9，實驗外外推臨界界確定了了最后裝裝載。表1啟明明星1#倒數(shù)外外推結果果條件探測器距源位置置（mm）外推值值0175350無反射層層1#2 30042 33

26、302 35532#2 30082 34402 33353#2 32292 36662 3334有反射層層1#2 30042 31142 31192#2 29982 32252 31113#2 26662 33382 3333表2外源源不同位位置的相相對價值值源位置（cm）017.55355060相對價值值1.0000 000.8446 990.0004 50.4885 550.0044 80.1667 550.0017 40.0554 5580.0001 3圖1快區(qū)區(qū)熱中子子通量軸軸向分布布測量結結果加入熱區(qū)區(qū)元件數(shù)數(shù)，根：110；29；338；47；556；65；774；83；992；10

27、1圖2 快區(qū)熱熱中子通通量的徑徑向分布布測量結結果加入熱區(qū)區(qū)元件數(shù)數(shù)，根：10；210；317.5；44255；5355；6422.5圖3 無熱區(qū)區(qū)元件時時，探測測器在反反射層邊邊沿時，中子計計數(shù)隨快快區(qū)元件件增加的的變化規(guī)規(guī)律111號探測測器；222號號探測器器；33號號探測器器圖4 無熱區(qū)區(qū)元件時時，探測測器在快快區(qū)邊沿沿時，中中子計數(shù)數(shù)隨快區(qū)區(qū)元件增增加的變變化規(guī)律律4 啟啟明星11#次臨臨界裝置置上第22階段實實驗研究究史永謙，夏 普普，朱慶慶福，李義國國，張 巍，曹 健，權艷慧慧，羅皇達達，吳曉飛飛啟明星11#次臨臨界裝置置建成后后，在第1階段的的實驗研研究即用用Am-Be穩(wěn)穩(wěn)態(tài)外中

28、中子源驅驅動啟明明星1#次臨界界裝置，Am-Be穩(wěn)穩(wěn)態(tài)外中中子源的的平均中中子能譜譜約4MMv，初步測測量了其中子子學特性性后，又于220055年100月到111月進進行了第第2階段的的實驗,，即用高高壓倍加加器產(chǎn)生生的脈沖沖外中子子源驅動動啟明星星1#次次臨界裝裝置。高壓倍倍加器產(chǎn)產(chǎn)生的脈脈沖外中中子源能能譜為14Mv，測量量其中子子學特性性，包括:1)驗證證第1階段的的實驗，外推臨臨界質量量；2) 跳源源方法測測量啟明明星1#的不同同裝載時時的次臨臨界度；3) 用脈脈沖外中中子源驅驅動啟明明星1#次臨界界裝置，測量不不同裝載載下不同同空間位位置的中中子衰減減特性等等。其中，外外推臨界界質量

29、與與第1階段的的實驗研研究在測測量誤差差范圍內內一致，說明不不同能量量的外源源來源驅驅動啟明明星1#次臨界界裝置，其臨界界質量不不變。但但是，由于于中子能能量不一一樣，在在快區(qū)天天然鈾的的作用距距離不一一樣，前前者在快快區(qū)天然然鈾的第第6圈快區(qū)區(qū)外圍的的中子探探測器中中子計數(shù)數(shù)最大，而后者者則在快快區(qū)天然然鈾的第第8圈快區(qū)區(qū)外圍的的中子探探測器中中子計數(shù)數(shù)最大，這說明明外源中中子能量量越大，對快區(qū)區(qū)天然鈾鈾的作用用距離越越大，這對今今后工作作，即用散散裂中子子源具有有重要指指導意義義。在建立的的ADSS次臨界界實驗中中子通量量密度時時空分布布測量與與數(shù)據(jù)采采集系統(tǒng)統(tǒng)上，在在4個不不同測量量位置

30、，開展了了5個次次臨界度度下的動動態(tài)測量量，利用用理論與與實驗相相結合估估算的次次臨界度度分別為為kefff=0.98000，0.997766、0.997522、0.997166、0.996800，獲得得了大量量的實驗驗數(shù)據(jù)。本工作發(fā)發(fā)現(xiàn)在同同一裝載載下不同同空間位位置測出出的瞬發(fā)發(fā)中子衰衰減常數(shù)數(shù)差別較較大，表表明空間間效應非非常顯著著。跳源方方法測量量啟明星星1#的的不同裝裝載時的的次臨界界度也是是在4個個不同的的測量位位置、開展了了5次次臨界界度下的的動態(tài)測測量，與與次臨界界度中子子通量密密度時空空分布測測量相同同，獲得得了大量量的實驗驗數(shù)據(jù)，表明空空間效應應非常顯顯著，需需要在下下階段

31、進進行深入入研究。5 啟啟明星11#中子子通量密密度測量量實驗權艷慧，史永謙謙，夏普普，朱慶慶福，吳吳曉飛，張巍，羅皇達達啟明星11#是由由1個快中中子能譜譜區(qū)/熱熱中子能能譜區(qū)耦耦合組成成的堆芯芯和由外外中子源源來驅動動的次臨臨界系統(tǒng)統(tǒng)。快中中子能譜譜區(qū)在堆堆芯內部部，熱中中子能譜譜區(qū)在堆堆芯外部部，快區(qū)區(qū)不僅能能夠提供供快中子子能譜，還可放放大外中中子源用用于驅動動熱區(qū)，熱中子子能譜區(qū)區(qū)主要用用來能量量放大以以維持裝裝置的鏈鏈式裂變變反應。在此裝裝置上開開展通量量測量實實驗是為為了了解解這種新新型快熱熱耦合裝裝置跟其其它裝置置相比有有何異同，分別用用高壓倍倍加器驅驅動產(chǎn)生生的氘氚氚反應和和

32、镅鈹外外中子源源研究整整個堆的的通量分分布，以以便于開開展核嬗嬗變研究究工作。在此裝置置上進行行4種情情況下的的中子通通量密度度分布實實驗：11) 空裝裝載時的的快區(qū)中中子通量量分布（利用镅镅鈹外中中子源驅驅動）；2) 只有快快區(qū)元件件時的快快區(qū)中子子通量分分布（利利用镅鈹鈹外中子子源驅動動）；33) 滿裝裝載時的的快區(qū)中中子通量量分布（利用镅镅鈹外中中子源驅驅動）；4) 滿裝載載時的快快、熱區(qū)區(qū)以及屏屏蔽層的的中子通通量分布布（加速速器驅動動）。第133種通量量分布實實驗是利利用小的的3He管管測量，分別測測量軸向向、徑向向的通量量分布，第4種是利利用銅絲絲來測量量通量分分布，將將銅絲放放在

33、堆里里照射，照射完完后用高高純鍺譜譜儀測量量每一小小段的通通量分布布。實驗中所所用到的的小3He管管是100 mmm10mmm、活性段段10mmm的正比比計數(shù)管管。這類類計數(shù)管管是利用用3He（n，pp）反應應，探測測快中子子和中能能中子的的效率為為0.001%數(shù)數(shù)量級，隨能量量顯著變變化。6 RRosssi-法用于于ADSS次臨界界系統(tǒng)測測量羅皇達，史永謙謙，朱慶慶福，曹曹健，張張巍本實驗用用Rosssi-法測量量啟明星星1#的的瞬發(fā)中中子衰減減常數(shù)。在建立立這套測測量系統(tǒng)統(tǒng)過程中中對實驗驗原理和和所測量量的動態(tài)態(tài)參數(shù)進進行了研研究，并并Rosssi-方法進進行了理理論推導導，導出出了需要要

34、測量的的動態(tài)參參數(shù)瞬發(fā)中中子衰減減常數(shù)的的表達式式。Roossii-方法法測量系系統(tǒng)設備備的構成成主要有有3He中子子計數(shù)管管、前置置放大器器、主放放大器、Couunteer/TTimeer類型型的數(shù)據(jù)據(jù)采集卡卡和計算算機及其其軟件系系統(tǒng)。這這套系統(tǒng)統(tǒng)的重點點部分是是數(shù)據(jù)采采集及數(shù)數(shù)據(jù)分析析軟件。編制的的數(shù)據(jù)采采集分析析軟件性性能穩(wěn)定定，能高高速準確確地采集集中子脈脈沖信號號，并可可存儲下下來便于于以后再再次對其其分析，或用其其它方法法如費曼曼法等對對其分析析以獲得得堆的動動態(tài)參數(shù)數(shù)。在啟明星星1#上上測量了了相當長長時間，獲得了了大量數(shù)數(shù)據(jù)，并并對數(shù)據(jù)據(jù)進行分分析，得得到了裝裝置在不不同的次

35、次臨界度度下的瞬瞬發(fā)中子子衰減常常數(shù)，然然后擬合合出緩發(fā)發(fā)臨界時時的瞬發(fā)發(fā)中子衰衰減常數(shù)數(shù)并求出出次臨界界度。7 啟啟明星11#次臨臨界中子子學動態(tài)態(tài)實驗研研究進展展曹健，史史永謙，夏普，朱慶福福，張巍巍，羅皇皇達，李李義國，權艷慧慧，吳曉曉飛在次臨界界實驗平平臺啟明明星1#上開展展中子學學動態(tài)實實驗研究究有助于于深入了了解和認認識ADDS系統(tǒng)統(tǒng)的中子子學時空空特性，對今后后合理設設計、安安全運行行ADSS次臨界界系統(tǒng)具具有重要要意義。ADSS次臨界界中子學學動態(tài)實實驗研究究已經(jīng)取取得很大大進展。建立了AADS次次臨界實實驗中子子通量密密度時空空分布測測量與數(shù)數(shù)據(jù)采集集系統(tǒng)。該測量量與數(shù)據(jù)據(jù)采集系系統(tǒng)由88支3He正正比計數(shù)數(shù)管，集集成了88個通道道的前置置放大器器和主放放大器加加單道，1塊集集成了88個通道道的數(shù)據(jù)據(jù)采集卡卡以及相相關軟件件組成。測量方方式靈活活，可任任意選取取從1道道至8道道的測量量方案。通過在次次臨界實實驗平臺臺啟明星星1#上進進行安裝裝和調試試，表明明該系統(tǒng)統(tǒng)硬件性性能穩(wěn)定定，數(shù)據(jù)據(jù)采集的的結果顯顯示直觀觀，數(shù)據(jù)據(jù)處理調調用采集集結果方方便。系系統(tǒng)整體體功能比比較強大大，具有有進一步步開發(fā)的的價值。