Page 104 - 2021年度核能行业协会科学技术奖励公报

2021

深次临界测量技术研究
[2021HNJ44]

核临界安全是核工业特有的安全问题，存
在于整个核燃料循环体系中。对于一些无法通
过理论计算了解其临界安全状况的环节来说，
能够准确地测量这些核设施的次临界度是很重
要的，既可以判断安全程度，避免发生临界事故，
也可以挖掘潜力，提高处理能力。
深次临界测量技术集成了锎源驱动的中子
噪声测量方法、微观中子噪声测量方法、脉冲
中子源测量方法和断源法。该技术适用于次临
界堆及核材料生产储运现场的在线测量，可用
图 1.脉冲中子源方法测量软件界面
于次临界度较深、中子通量密度较低裂变系统
（3）集成式测量系统不仅软件的各测量分
的次临界度测量，能够在较短时间内快速地测
析模块可运行于一台计算机上，部分硬件设备
量出系统的次临界参数，同时又能够尽量减少
也是共用的，降低了设备成本。
对系统的干扰。
深次临界测量技术研究至今已取得 1 项发
表 1 锎源驱动中子噪声测量方法在某核设施的 明专利授权、1 项计算机软件著作权登记证书，
测量效果实例
三 序号 液位 mm 测量 keff 计算 keff 偏差 (%) 发表相关论文 6 篇。该成果已在本单位核能开
等 1 225.410 0.9858 0.9973 1.16 发项目、后处理专项、ADS 先导专项研究中得
奖 2 210.575 0.9743 0.9708 -0.36 到成功应用，完成了一系列实验，获取了准确
3 194.425 0.9498 0.9368 -1.38

4 176.130 0.9081 0.8891 -2.13 的实验数据。其中，脉冲中子源测量模块已提
5 157.905 0.8348 0.8324 -0.28 供给核动力院使用，微观中子噪声测量模块已
6 139.535 0.7566 0.7656 1.18 随约旦次临界装置一起出口至约旦科技大学。
7 120.735 0.6813 0.6861 0.71
后续还将向国内外同行单位提供相关技术，用
深次临界测量技术研究具有如下创新点：
于反应堆物理测量、人才培养和核燃料循环体
（1）集成多种次临界测量方法，充分利用
系关键环节的临界安全监测。
计算机的数字化处理能力与自动化数据采集能
力，开发了软硬件相结合的深次临界测量系统。
（2）其中锎源驱动的中子噪声测量方法模
块，可以测量的 keff 低至约 0.80，而测量值的
脉冲中 探测器
最大相对偏差小于 3%，在国内属于领先水平；
子发生器 孔道
该方法不需对探测器的效率作修正，可以测量
反应性的动态变化，在核燃料循环中的多个环
节具有一定的应用前景；另外几种测量方法可
测量瞬发中子衰减常数，根据其单调性变化规
律得出次临界度的变化趋势。 图 2.脉冲中子源方法在某核设施的测量实景

完成单位：中国原子能科学研究院
通信地址：北京市房山区 275 信箱 45 分箱
联.系.人：张巍..电话：010-69359075..13521206141
电子信箱：zhangwei21@ciae.ac.cn

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