CFETR 偏滤器屏蔽结构概念设计

2014. 3. 31

张 杰聚变堆总体研究室（四室）

汇报内容：

• 一 . 岗位职责；• 二 . 年度工作总结；• 三 . 下一步工作计划。

• 现任岗位：包层及材料（姚达毛老师工作小组）• 岗位职责：中子物理、材料辐照损伤与辐射屏 蔽安全

一 . 岗位职责

近一年主要工作：• 在师长们的指导下，阅读中子物理、磁约束聚变相关文献

和书籍；• 学习使用相关软件计算工具；• CFETR 偏滤器屏蔽结构概念设计、对某些材料进行初步辐

照损伤活化分析计算。

具体工作有如下几点。

二 . 年度工作总结

中子输运模拟流程图

1. 中子输运模拟与 CFETR 偏滤器屏蔽结构概念设计

类中子输运方程 (a) 与方差降低技术 (b)

自编程序模拟材料中子一维输运过程

深刻了解粒子输运模拟原理方法流程，熟练使用模拟工具 MCNP5 。

CFETR 偏滤器屏蔽结构设计意义：• 尽管 ITER 聚变功率比 CFETR 大，但因运行时间、增殖

包层覆盖率等因素，后者中子平均剂量比前者大 2~3 数量级！中子屏蔽材料选取：

屏蔽计算模型Fe 和聚乙烯材料中子屏蔽能力

初步结果：高能中子 (E>~1MeV) ， Fe 、 W 、 Cu 等； 慢中子 (~10eV<E<1MeV) ，含 H 材料； 热中子 (E<~10eV) ，含 B 材料。

屏蔽结构初步设计与材料选择： Fe( 掺 B)+H2O

简化中子输运计算模型 中子通量分布 (a)与核热分布 (b)

初步结果：厚度 ~30cm 。

屏蔽结构

2. 学习使用 EASY2007 材料活化分析系统

• 目的：嬗变、放射性活度、停堆核热等；

EASY2007 使用界面 停堆后， Fe 、 Be 放射性随时间变化情况

学会使用 EASY2007 ，并对一些材料进行初步计算。

工作小结

• 深入了解中子输运、材料辐照损伤等相关模拟方法及流程；• 熟练使用相应模拟工具，对 W 、 Fe 等关键材料辐照损伤及

活化情况进行初步计算分析；• 初步完成 CFETR 偏滤器屏蔽结构的概念设计等

通过近一年学习和工作：

相关工作已步入正轨。因专业知识、入所时间等因素，目前所掌握的还很有限，相关工作数据结果还比较初步。 CFETR是完全意义的聚变堆，需要完成氚自持，这是与 ITER 一个重要区别。因此，中子防护及分析研究对其几乎所有的重要部件都十分重要，需要进一步深入研究。

谢谢各位老师！！！