EJ T 959-1995 核反应堆内热中子通量测量数据处理方法.pdf

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1、E 核国和共民人华中EJ/T 959-95 核反应堆内热中子通量测量数据处理方法1995啊，OS发布中国核工业总公司发布中华人民共和国核行业标准核反应堆内热中子通量测量数据处理方法EJ/T 959-95 1 主题内容与适用范围本标准规定了核反应堆内热中子通量绝对测量数据处理方法。本标准适用于热中子反应堆（包括研究用堆，生产堆，动力堆以及相应的零功率装置堆内常用的热中子通量测量数据处理本标准亦适用于那些中能中子通量谱硬度自约小于0.2 的掘合中子场内的热中子通量测量数据处理本标准不适用于快中子反应堆内和自0.2的混合中子场内热中子通量测量数据处理。2 术语2. 1 中子通量谱neutron fl

2、ux spectrum 中子通量对能量的分布。2.2 热中子通量thermal neutron flux 热能区的总中子通量，常以麦克斯韦谱从0积分表示。2.3 中能中子通量intermediate neutron flux （或称共振中子通量resonance neutron flux) 热能区以上至裂变主能区以下的单位勒通量。对于费米谱常用。表示。2.4快中子通量fastneutron flux 裂变能区的总中子通量。2.5缝合能jointenergy 热能区和中能区的分界点能量。2.6 不完全热中子通量incomplete thermal neutron flux （或称截去上端热中子通

3、量upper truncated thermal neutron flux) 缝合能以下的热中子通量，表达为：r,h一一总热中子通量，在式（3）中表示ii量水平F机（E）一一热中子通量谱F确认E）一一相对于热中子通量水平的中能中子通量谱F（E）一一相对于热中子通量水平的快中子通量谱。3. 2. 2.1 热中子通量谱热中子通量谱常以麦克斯韦谱表示：E q耳h(E)dE一一一2exp（一一）dE. (4) (kl .) kT. 式中：k一一玻耳兹曼常数，eV/K。3. 2. 2. 2 相对于热中子通量水平的中能中子通量谱在堆实验中常以修正的费米谱表示，即z机，（E)dE=38(E)JJfr.dE

4、. (5) 式中：3一一中能中子通量谱硬度F一一偏离费米谱修正指数；们E）一一连接函数，典型的形式为sO,EE, 8(E)= I（ L 1+i. 6oc主5.OO)exp（一），E;:.E,kT 3. 05kT. 式中K一一缝合能，eV。3. 2. 2. 3 相对于热中子通量水平的快中子通量谱它对这类测量中的作用很小，可选用任意一种裂变谱（如瓦特，克朗倍或数值式等表加。3. 2. 3 锢比测定处理及修正因子锚比Red测量的目的是确定热中子通量和中能中子通量谱硬度。R,d测量本身技术比较简单，但测得数据处理却很复杂，涉及到下列参数za. 中子通量谱参数T.,a和卢（被满目的量）I 3 EJ/T

5、959-95 b. 照射条件，包括片厚t、锚盒壁厚tcd、照射的环境介质温度T固和照射几何条件Fc. 探测器材料的中于截面等铺比测量数据处理的近似公式很多采用近似公式不同，处理的结果亦不同。本标准提供严格的数据处理公式，在此基础上，各实撞室间的测量结果才能进行比较。通常，热中子通量是以完全的麦克斯韦谱给出的，即zI E E 4.h = 4 .J 一二：exP（一一dE. (7) tn UJ。（kT.)2r kT. 上式积分是归一的，故由是表示总热中子通量。标准的热中子平均活化截面a. ，.巾，和共振积分I，的定义如下I ,(E）一主丁叫）dE- J。飞刷.）kT. 由，. T. p . (8)

6、 I 一二Lex一二工dEJ。飞阳.）kT. 和I dE ,=j 0.55tV .(E)y . (9) 式（9）中的积分下限在有的截面数据手册中是o.5eV，这里采用o.55eV。在两者中无论使用何值都不影响实际应用。在热中子反应堆内或在以热中子占优的混合中子场内，热中子通量谱的上限能量为缝合能E.，称为不完全麦克斯韦谱，或称截去上端麦克斯韦谱。为了考虑完全与不完全的差别，需要引入截去上端热中子通量修正因子Fm、截去上端反应率修正因子Fm和截去上端自屏因子G,1F田s:织hdE;f剧.,(E肌CE)dE (15) 和S，矶时（E肌（E)dE/81.(16) 式中：8一一费米谱的单位勒中能中子通

7、量，n/cm2的机，f一一为中能和快中子通量谱的合写在式(12）和(1日中定义的自屏因子都带撇，以区别通常定义的、对完全麦克斯韦谱和费米谱的量。在自屏因子计算中，应考虑中子散射，特别是共振散射和共振与势散射干涉的影响。当划分为细致的多群结构时，如640群，各群的自屏因子表达式为（式中省略群标：I Ez（立tcd1X)+E2Z俨tCd丑。一X）G=-;-:JodX吧u l一去1亏E2C，X)+E2t-X）式中：-0一一锚的宏观总截面，cm-1;.一一探测片材料的宏观总截面，cm-1;五一一探测片材料的宏观散射截面，cm-1;Ez(X）一一指数积分函数。式(17）是对探测片当入射中子为各向同性时写

8、出的。若探测器为丝状，则自屏因子应是对贝克莱函数的积分。通常采用多卡勒展宽效应来考虑照射时环境温度对活化反应率的影响。对于常用的中子通量探测材料，巳均大于1，多卡勒积分中吨，Y）和只吨，Y）不易用一般的数值积分方法获得满意的结果。这里推荐采用蒙特卡罗积分法。它能获得很好的结果。在上述诸因子或参量的定义下，锚比RCd的表达式为：G:.F _a, . Cd= .皿，+Fed . (18) G;S,81. L 中能中子通量谱硬度为：卢1G;hFma肌th一一一一一一一一一一一. (19) RCd-Fcd，SJ, 总热中子通量为：F,., A、一.h=(l一旦一一芸一. (20) tn RCd G;h

9、F moct,th 或由（RCd-FCd）一号.“.(21) tn G由F.,.99. 999（在多道的Y谱中，未发现杂质）0. 05 305.0 340.9 0.043 1. 1791013士2.38% 5. 4591012土2.62% 2.16土3.54% 0.08041土7.71% 7 cf,h (n/cm2 s) EJ/r 959-95 7.5211010士4.98% 附录BRCDTB程序简介参考件Bl 概述为了本标准的推广应用，特在最新群截面(1993年基础上，编制了微机程序RCDTH一一锢比法热中子通量、中能谱硬度和热中子温度测量数据处理程序。这有利于消除采用近似处理，使结果可靠，

10、便于应用，并使各实验室间的测量结果有可比较的基础。B2程序功能程序主要有三种功能选择。B2.1 单项鹅中子温度测量处理，包括za. 采用Lu-Al和Mn-Ni合金片，有参考谱Fb. 采用Lu-Al和Mn02片，有参考谱Fc. 采用Lu-Al和Mn-Al合金片，有参考谱Fd. 采用Lu-Mn-Al合金片，有参考谱pe. 采用Lu-Al和Mn-Ni合金片，绝对反应率测量Ef. 采用Lu-Al和Mn02合金片，绝对反应率测量Fg. 采用Lu-Al和Mn-Al合金片，绝对反应率测量。”. 2 单项Re测量处理，包括2a. 采用金片pb. 采用锢片；c. 采用钻片；d. 采用Mn-Ni合金片pe. 采用

11、Mn02片。B2. 3 热中子温度和锢比联合处理，即处理得的T.及标准偏差作为锚比处理的输入。程序采用按提示说明要求输入数据，并将输入数据汇总显示，以便校对。程序将处理的结果（包括参数和修正因子，汇总输入数据一并输出，为了校核截面的正确性，输出中也包含热中子平均截面、标准共振棋分等，以便查阅和编写报告。程序中的标准偏差和多普勒积分计算均采用蒙特卡罗方法，并将标准偏差的取样次数输出。8 EJ/T饨，95B3 实例二则下面以二个实例说明RCDTH的应用。B3. 1 采用Lu-Al和Mn-Ni片测热中子温度孔，有参考谱。祷铃铃输入数据养养铸标准偏差计算中蒙特卡洛抽样数MC程序功能选择NTN(Lu-A

12、l ,Mn-Ni) 参考场中子温度（K)Lu-Al片直径（cm)Lu-Al片重量（mg)片中Lu含量（wt%)Mn-Ni片直径（cm)Mn-Ni片重量（mg)片中Mn含量（wt%)测点处测得的活性比CALu/AMn)m活性比标准偏差（%参考点测得的活性比CALu/AMn),.1 活性比标准偏差（%测点的值测点的F值参考场的卢值必娓娓计算得的热中子温度Tn(K)计算得T的标准偏差（%B3. 2 采用纯金片测量热中子通量和F l.(O. 55eV 20Me V) = 1. 56066 E +o3 barn铸祷祷输入数据铃铃铃标准偏差计算中蒙特卡洛抽样数MC程序功能选择NTN(Aufoil) 核反应

13、197 Au (n ,r )198 Au 测得Red值Red标准偏差测得热中子温度TnCK)T.标准偏差（饵测点介质温度T,.(K)Au片直径（cm)Au片重量（mg)=200 =l =290. 3 =1.0 =25. 001 =4. 6 =l. 0 =50. 112 =78. 0 =1. 25 土3.54 =l. 10 土3.54=O. 0430 =O. 0804 =O. 0001 =340. 94 土3.69nu nu ？“吗iz- =2.16 士3.54=340. 94 土3.69 =305. 0 =O. 40 =I. 668 9 10 Au片含量（wt%)输入值EJ/T 959-95

14、测得裸片反应率Abar四1.OE十24裸反应率标准偏差D.b.,.(%) 测得包锚片的反应率Acd，皿祷1.OE十24包俑反应率标准偏差D.,cd(%)锚厚tcd(cm)铃铃铃计算结果 热中子通量（n/cm2的缝合能E.(eV)通量修正因子孔反应率修正因子Fm热中子自屏因子G由热中子平均活化截面也锚切割能（eV)Fed因子共振通量自屏因子Gr谱指数修正因子S,铺下热中子吸收份额Raub快中子吸收分额Fi.附加说明z本标准由全国核能标准化技术委员会提出。本标准由原子能科学研究院堆工所负责起草。本标准起草人：李兆桓。=100. 00 =O. 043 =l.17904E+13 士2.38=5. 45850E+12 土2.62=O. 05 =8. 04080E一02土7.714% =7. 52098E+lo土4.977% =l. 69513E-01 =9. 82585E一01=9. 92283E一01=9. 87125E一01=8. 10340E+Ol =7. 80150E-01 = 1. 04160E+oo =6. 15435E-Ol =9. 24509E一01=2. 92599E-04 =3. 66206E一04mhmAmmAmH同国