恭喜上海交通大学潘清泉获国家专利权
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龙图腾网恭喜上海交通大学申请的专利一种基于极值燃耗分析方法的钚-238高效辐照生产的能谱优化方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN117524335B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-28发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202311581980.4,技术领域涉及:G16C20/10;该发明授权一种基于极值燃耗分析方法的钚-238高效辐照生产的能谱优化方法是由潘清泉;赵庆飞;刘晓晶;熊进标设计研发完成,并于2023-11-24向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于极值燃耗分析方法的钚-238高效辐照生产的能谱优化方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种基于极值燃耗分析方法的钚‑238高效辐照生产方法,包括以下步骤:S1:对反应堆、辐照孔道和靶件进行建模,得到高通量反应堆模型;S2:基于所述高通量反应堆模型,将全能区分成若干个能量区间;S3:使用极值燃耗分析方法来计算各个能区的能区效率因子,从而确定在反应堆中辐照生产钚‑238的最优中子能谱;S4:使用极值燃耗分析方法计算所得的效率因子曲线来指导能谱优化,从而提高钚‑238的生产效率。与现有技术相比,本发明基于极值燃耗分析方法来量化不同能区内钚‑238的辐照生产效率,并且通过在靶件内弥散特定核素来实现中子能谱的优化,从而显著提高钚‑238的辐照生产效率。
本发明授权一种基于极值燃耗分析方法的钚-238高效辐照生产的能谱优化方法在权利要求书中公布了:1.一种基于极值燃耗分析方法的钚-238高效辐照生产的能谱优化方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:对反应堆、辐照孔道和靶件进行建模,得到高通量反应堆模型;S2:基于所述高通量反应堆模型,将全能区分成若干个能量区间;S3:使用极值燃耗分析方法来计算各个能区的能区效率因子,从而确定在反应堆中辐照生产钚-238的最优中子能谱;S4:使用极值燃耗分析方法计算所得的效率因子曲线来指导能谱优化,从而提高钚-238的生产效率;S1中,使用蒙特卡罗程序RMC对反应堆、辐照孔道和靶件进行建模;S3中,能区效率因子Ei具体通过以下方式计算得到:基于极值燃耗分析方法确定第i个能区的钚-238生产效率Ei,Ei值即为第i个能区的能区效率因子;S3中,还包括能谱总效率最大化,具体过程为:在核数据库中查找目标核素,该核素总截面随能量的分布与该最优中子能谱成反比,将该核素布置在辐照孔道周边或者弥散在靶件内,此时该核素在Ei较小的能区内具有较大的总截面,增大了该能区内的宏观总截面,从而降低该能区内的中子通量,在Ei较大的能区内具有较小的总截面,降低了该能区的宏观总截面,从而可以提高该能区内的中子通量,从而实现能谱总效率最大化,实现辐照孔道处的能谱优化并显著提升钚-238的生产效率;S3中,所述极值燃耗分析方法具体为:采用微扰燃耗方法或者单能量燃耗方法来建立钚-238产量与辐照时间的关系,记作Yix,为了消除辐照时间对产量的影响,以产量Yix对x的导数的最大值,记作Ei,来量化第i个能区内的钚-238生产效率;S3中,核素总截面随能量的分布与该最优中子能谱成反比通过以下方式来近似:计算,其中,Ti为某核素的能量相关总截面,Ei为第i个能区的能区效率因子,N为划分能区的总数,如果某核素能够实现T最大化,则认为该核素为能谱优化所需的最佳核素;所述微扰燃耗方法为:将全能区分成若干个能量区间,逐一降低各能区内的中子通量,观察各能区中子通量降低对钚-238产量的影响,记作重要性,其中Ii代表第i个能区的重要性,Y和Yi分别为在第i个能群内中子通量降低前和降低后的钚-238产量,为第i个能群内中子通量降低前和降低后的钚-238产量的变化量,和分别为通量降低前和降低后的能区中子通量,下标i为能区的序列号;S3中,所述单能量燃耗方法为:将全能区分成若干个能量区间,在燃耗计算中保证总中子通量不变,逐一假设辐照孔道内布置了能量在第i个能区内的单能中子源,计算确定靶件在经过该单能中子源辐照x天后的钚-238产量,即Yix。
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