中国氦冷固态实验包层2×6模型三维中子学计算.pdfVIP

2J【卷 1lU 聚 变 与 等 离 子 体 物 Vo1．19．NO．1 2009年 3川 NuclearFusionandPlasmaPhysics March2009 文章编号 ：0254—6086(2009)01—0059—03 中国氦冷固态实验包层 2x6模型三维中子学计算 李增强，冯开明，张国书，袁 涛 (核工业西南物理研究院，成都 610041) 摘 要：基于中国ITER氦冷固态增殖剂实验包层(CHHCSBTBM)必威体育精装版2x6模块化结构没计，用三维中子输运 计算程序MCNP／4C和相应数据库 ，对 ITER实验包层模块设汁的中子学问题进行计算分析 ，计算出在实际运行工 况下，氚增殖率为0．0123gd·～，整个TBM内的核热沉积为O．587MW。在各材料区内，最高功率密度为6．26MWm· ， 同时给出了不同材料区的功率密度。 关键词：HCSBTBM；功率密度；MCNP；核热沉积 中图分类号：TL627 文献标识码：A 1 引言 在三维全堆计算中，采用国际上通用的三维蒙 根据 ITER—FEAT的设计，实验包层模块系统 特卡洛中子输运程序 MCNP／4C，其配套数据库主 被安置在沿 ITER赤道面分布的三个预留给实验包 要来 自于 FENDL1．0-2．02【J。同时，在 MCNP建模 层的水平试验窗口中。实验包层模块通过螺栓固定 时将HCSBTBM与ITER—FEAT全堆MCNP模型进 在有水冷的支撑框架内，同时支撑框架由螺栓固定 行耦合。ITER．FEAT共有 18个TFC磁体，根据对 在真空室内。由于 TBM 在 ITER装置中中子流强 称性，计算中取 1／18即20~扇面建立计算模型[3’钔。 最高、热流密度最大的赤道面上，因其位置的强中 图2给出了20。HCSBTBM 与ITER—FEAT截面图。 子辐照特性，TBM 中的大量问题都受中子的影响， 为了保证计算的准确性，计算中采用200万个粒子 例如热的产生、氚的增殖、结构材料的活化、屏蔽 跟踪。增殖材料采用80％Li一6的Li4SiO4小球，结 等等，所以中子学计算显得尤为重要。同时通过中 构材料采用EUROFER97一T。表 1给出了主要核素 子学计算为氚回路设计、安全设计、冷却回路设计 的物理参数。 等提供一些数据，比如功率密度分布、产氚分布、 第一壁 格栅 盖板 子模 背板 支撑板 热沉积分布等。 必威体育精装版中国 ／TER氦冷固态增殖剂试验包层(CH HCSBTBM)模块，是假定放在空间为 112的1TER 实验窗口的嵌套内，窗口的尺寸为环向宽484mm， 极向高 1660mm和径向深670mm。沿TBM环绕的 嵌套厚度为200mm。 2 3．DMCNP模型 TBM 内部增殖区采用子模块的设计方案，内 部隔板将增殖区分隔成环向长度203mm，极向长度 250mm，径向长度420mm的2x6的 12个增殖单元 图 1 CHHCSBTBM模型 模块，如图 1所示 ¨1。 收稿 日期：2008-01—17：修订 日期 ：2008--09-08 作者简介：李增~(1976-)，男，山东省日照市人，助理研究员，从事TBM和DEMO包层中子学研究。 核聚变与等离 f恻勿 第29卷 3 3．D计算结果