[发明专利]一种反应堆退役三维辐射场仿真方法及系统

说明书

本发明公开了一种反应堆退役三维辐射场仿真方法及系统，包括：步骤1：形成各放射性设备准确的源项；步骤2：建立后台数据库；步骤3：建立各放射性设备辐射水平计算的数学模型；步骤4：将数学模型计算的所有放射性设备辐射水平，编制退役环境下的空间辐射场，并将空间辐射水平所形成的辐射场自动写入后台数据库；步骤5：随着退役过程中放射性设备的动态拆除，将已拆除设备的屏蔽效果与辐射水平从后台数据库中去除；步骤6：将数据库中所有网格点的辐射水平利用图形算法，将空间辐射水平可视化；建立反应堆设备的三维空间的辐射场计算方法，建立三维辐射场仿真方法，实现反应堆退役过程中的三维空间的辐射场动态显示。

技术领域

本发明涉及辐射防护领域，具体地，涉及一种反应堆退役三维辐射场仿真方法及系统。

背景技术

我国陆续有大量的压水堆核电站反应堆面临退役，反应堆退役过程中的辐射场是影响退役策略的重要指标。由于反应堆退役过程中的放射性物项繁多，不仅包括活化部件如堆内构件、压力容器等，还包括结构和布置复杂的污染部件如主管道、蒸汽发生器、稳压器、主泵等，目前还没有一种反应堆退役三维辐射场仿真技术能准确的实现针对真实反应堆退役环境的辐射场仿真。

发明内容

由于退役过程中人员受照剂量是由辐射场决定的，为了准确对反应堆的辐射场进行仿真，评价人员的退役工作环境下的辐射安全，本申请开展基于某动力堆对真实反应堆退役环境的辐射场仿真，能全面的计算得到退役环境中三维空间各点的辐射水平，并能动态显示。

本发明的目的在于研究反应堆退役过程中各个放射性物项的辐射水平计算方法，建立反应堆活化部件、污染部件的三维空间的辐射场计算方法，建立基于真实反应堆退役场景的三维辐射场仿真方法，实现反应堆退役过程中的三维空间的辐射场动态显示。

为实现上述发明目的，本申请提供了一种反应堆退役三维辐射场仿真方法，所述方法包括：

步骤1：利用源项计算方法结合实际源项调查数据，形成各放射性设备准确的源项；

步骤2：基于各放射性设备的尺寸、位置、材质、源项建立后台数据库；

步骤3：依据考虑屏蔽效果的点核积分的辐射水平计算方法，建立每种标准源的辐射水平计算的数学模型；

步骤4：将数学模型计算的所有放射性设备辐射水平，利用多线程的编程方法，编制退役环境下的空间辐射场，并将空间辐射水平所形成的辐射场自动写入后台数据库；

步骤5：随着退役过程中放射性设备的动态拆除，将已拆除设备的屏蔽效果与辐射水平从后台数据库中去除；

步骤6：将数据库中所有网格点的辐射水平利用图形算法，将空间辐射水平可视化。

进一步的，所述步骤1具体包括：

利用蒙特卡洛程序(MCNP)计算中子活化部件在满功率下的中子注量率，采用ORIGEN2程序计算活化部件的源项；污染部件的内外表面污染分别通过实测数据以及建立不同模型，应用点核积分程序(QAD)程序计算污染部件的源项。

进一步的，源项计算分析的流程具体包括：

(1)活化部件源项计算流程

1)确定燃料组件中芯体的初始铀装量和燃料富集度；

2)确定堆芯布置、燃料组件的材料成分、密度、结构以及可燃毒物管、控制棒、中子源的材料成分、密度、结构等参数，利用蒙特卡洛程序(MCNP)对堆芯建模；

3)确定堆内构件、压力容器组件、控制棒驱动机构、支撑与一次屏蔽构件、物理测量孔道的结构尺寸、材料成分、密度等参数，利用蒙特卡洛程序(MCNP)在堆芯模型的基础上，建立中子活化部件模型；

4)运行蒙特卡洛程序(MCNP)，计算得到各个中子活化部件的中子注量率；