[发明专利]一种最小核临界事故辐射源项的计算方法

说明书

本发明涉及一种最小核临界事故辐射源项计算方法，从可能发生临界事故的各种机理出发，筛选出临界事故情景，并采用简化几何模型的方法进一步优化考虑源项。针对三维蒙卡程序分析临界事故辐射源项时中子源项和光子源项归一化因子不相同的问题，通过写裂变体积源、读裂变体积源、关闭裂变截面、裂变光子产生开关等技术，采用三次有差别计算的方式对中子和光子源项分别归一，解决了非临界状态下的源项分析困难。该种方法实现了核临界事故报警系统的布置设计及阈值设置中对最小核临界事故辐射源项合理分析的需求，是一种先进的、具有工程可行性的最小核临界事故辐射源项计算方法。

技术领域

本发明涉及一种反应堆外易裂变材料的核临界安全分析技术，具体涉及一种最小核临界事故辐射源项的计算方法，用于核临界事故报警系统的布置优化及阈值选取。

背景技术

核临界事故报警系统用于及时探测核临界事故并触发报警，敦促人员撤离，防止受到核临界事故第一峰之后的辐射照射；同时设施工作人员在报警后按照事故应急响应规程进行核临界事故的测定和缓解，最大程度的降低核临界事故产生的后果。由于第一峰之后的辐射照射仍很大，核临界事故报警系统触发的快速撤离响应对减小操作员的辐照剂量有着重要的作用。

我国乏燃料后处理厂的设计中已将核临界事故作为设计基准事故，在乏燃料后处理厂中合理设置核临界事故报警系统，是纵深防御的一个重要组成部分，是我国国家标准的重要安全要求，也是审管当局重点关注的一个安全功能。

核临界事故报警系统的设计，应使误报警发生率降到最小，因此报警的阈值应足够高，但必须保证能瞬时探测到所关心的最小核临界事故。根据GB15146.9《反应堆外易裂变材料的核临界安全核临界事故探测与报警系统的性能及检验要求》，最小核临界事故是指：在无屏蔽的条件下，60s内在距反应物体2m处的自由空气中所引起的瞬发中子和瞬发光子辐射的总吸收剂量为0.2Gy。

虽然GB15146.9中明确了最小核临界事故的定义，但对计算模型、计算方法并未给出具体的要求和指导性意见。我国已建成的后处理中间试验厂的设计中，限于计算手段限制及设计经验的不足，采取了单设备、一维计算的简化处理，对最小核临界事故辐射源项也没有开展详细的分析研究。

从国内外核临界事故报警系统研究设计的调研情况来看，最小核临界事故的辐照源项计算都是基于最小核临界事故的定义，但对于如何建立最小核临界事故的辐射源项计算模型及如何分别计算中子、光子源项，还未有公开发表的详细、系统的计算分析方法可供参考。

从工程应用的角度来看，由于核临界事故报警系统需要对核临界事故的辐射源项进行报警。因此，最小核临界事故的辐射源项计算是核临界事故报警系统的布置设计及阈值设置的基础，如何合理、保守地得到最小核临界事故的辐射源项，对于核临界事故报警系统正确实现其功能是非常重要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有工程可行性的最小核临界事故辐射源项的计算方法，满足核临界事故报警系统的布置优化及阈值选取中对最小核临界事故辐射源项合理分析的需求。

本发明的技术方案如下：一种最小核临界事故辐射源项的计算方法，包括：

(1)通过核临界事故情景假设分析，筛选出临界事故的情景假设；

(2)针对影响源项能谱的临界事故情景，建立最小核临界事故计算模型；

(3)进行辐射源项数据分析计算，采用三次有差别计算的方式得到最小核临界事故裂变数、泄漏中子数及其能谱、泄漏光子数及其能谱的计算结果。

进一步，如上所述的最小核临界事故辐射源项的计算方法，步骤(1)中所述的核临界事故情景假设分析，从可能发生临界事故的各种机理出发，分析可能引发临界的某种临界机理的现象、始发事件及其发生的可能性，最终筛选出临界事故的情景假设。