CFETR磁體系統(tǒng)的中子學計算及活化分析.pdf

1、中國聚變工程實驗堆（CFETR），作為中國籌備建設的聚變反應堆，目前仍然處于設計階段。在此階段，為了確保順利建堆，一系列的準備工作都是必不可少的。其中，確保中國聚變工程實驗堆的安全性更是極其重要的。從考慮輻射防護的角度來對CFETR進行模擬計算對于未來能夠順利建堆有著重要的意義。CFETR采用超導磁體對堆芯等離子體進行約束，其中子學分析以及活化計算對于聚變堆設計來說是必不可少的一個環(huán)節(jié)。本文采用蒙特卡洛方法選取了MCNPX程序對中國聚變

2、工程實驗堆（CFETR）的超導磁體部件進行了中子學輸運計算。MCNPX作為國際上通用的蒙特卡洛粒子輸運程序，其計算的可靠性以及應用的廣泛程度使得其在眾多蒙卡程序中存在著一定的優(yōu)勢。利用MCNPX程序，將建模完成的中國聚變工程實驗堆（CFETR）的全堆模型進行了中子學計算，得到了包括產氚率，各部分的中子通量、核熱沉積、中子能譜等中子學參數。利用上述中子學結果，可以進行進一步的活化計算。本文選擇了歐洲活化計算程序FISPACT進行活化計算分

3、析。FISPACT作為歐洲活化計算程序，在國際熱核聚變實驗堆（簡稱‘ITER’）的活化計算中已經得到良好的應用，并被ITER指定為活化計算的標準程序。本文采用FISPACT程序計算了在滿功率運行2年的條件下，不同時間超導線圈的活化情況。針對計算結果重點分析了磁體系統(tǒng)的中子學劑量分布以及活化情況。計算結果表明，中子能量通量最大處出現(xiàn)在聚變堆內側線圈，為3.97×1014 MeV/m2，根據文獻中實驗數據可知，在該條件下超導線圈可以滿足設計