热管空间核反应堆电源的研究进展 被引量：20

1

作者 王傲 申凤阳 +2 位作者 胡古 郭键 安伟健 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期7-13,共7页

随着人类对宇宙太空的深入探索,对于提供能量的电源要求也在逐步提高,空间核反应堆电源在执行深空探测任务中脱颖而出。热管核反应堆由于具备非能动性、寿期长、可靠性高等优势,成为目前空间核反应堆领域的研究热点。本文通过重点介绍... 随着人类对宇宙太空的深入探索,对于提供能量的电源要求也在逐步提高,空间核反应堆电源在执行深空探测任务中脱颖而出。热管核反应堆由于具备非能动性、寿期长、可靠性高等优势,成为目前空间核反应堆领域的研究热点。本文通过重点介绍典型热管堆的概念设计系统以及在Kilopower中的应用,对热管电源系统(Heatpipe Power System,HPS)、由热管控制的火星探索反应堆(The Heatpipe-operated Mars Exploration Reactor,HOMER)、安全可负担裂变引擎方案(Safe Affordable Fission Engine,SAFE)以及Kilopower进行了重点调研,归纳总结了各个反应堆的结构设计、燃料选择、热管排布、功率设计等,以期对未来热管空间核反应堆电源的设计研究提供思路和参考。 展开更多

关键词 空间核反应堆 热管 热管电源系统 裂变引擎方案 Kilopower

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月球基地核电源系统方案研究 被引量：18

2

作者 姚成志 胡古 +2 位作者 解家春 赵守智 安伟健 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期464-470,共7页

月球基地的建立首先需解决能源供给问题,核电源系统具有功率大、寿命长、环境适应性强等优点,是月球基地及其他深空探测任务中理想的能源提供方案。本文分析了目前可用于月球基地的能源情况,有针对性地提出40kWe月球基地核电源系统的设... 月球基地的建立首先需解决能源供给问题,核电源系统具有功率大、寿命长、环境适应性强等优点,是月球基地及其他深空探测任务中理想的能源提供方案。本文分析了目前可用于月球基地的能源情况,有针对性地提出40kWe月球基地核电源系统的设计理念,经初步优化设计,给出了该系统的流程和总体设计参数,并从物理、屏蔽、热工以及结构方面对系统进行了分析和论证。结果表明,该系统方案合理可行,能满足安全和寿期要求。 展开更多

关键词 月球基地 核电源系统 热电转换 斯特林发动机

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中药龙胆原植物的研究及本草考证 被引量：10

3

作者 郭瑞 安伟健 高元泰 《中草药》 CAS CSCD 北大核心 2001年第11期1039-1041,共3页

目的　通过对我国商品龙胆的本草学研究 ,考证其基源及品种 ,并对以往文献记载的错误和混乱进行澄清。方法　资源调查及鉴定。结果　其中最主要的有 4种 :条叶龙胆 Gentiana manshurica Kitag.、龙胆 G.scabraBge.、三花龙胆 G.trifora ... 目的　通过对我国商品龙胆的本草学研究 ,考证其基源及品种 ,并对以往文献记载的错误和混乱进行澄清。方法　资源调查及鉴定。结果　其中最主要的有 4种 :条叶龙胆 Gentiana manshurica Kitag.、龙胆 G.scabraBge.、三花龙胆 G.trifora Pall.及滇龙胆 G.rigescens Franch.。其他另有 3种民间作龙胆草用。结论　通过本草考证 ,证明历代所记载的正品龙胆的原植物应该是条叶龙胆 Gentiana manshurica kitag. 展开更多

关键词 龙胆 本草学 考证 中药

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不同产地雷公藤属植物根中有效成分含量的比较 被引量：10

4

作者 聂侃 安伟健 夏光成 《中草药》 CAS CSCD 北大核心 1994年第10期539-541,共3页

采用比色法和薄层扫描法测定并比较了3个产地的雷公藤根和昆明山海棠根中主要有效成分总二萜内酯和雷公藤内酯醇的含量，结果表明贵州黔东南州产的雷公藤根中总二萜内酯和雷公藤内酯醇的含量最高，分别达到0．035％和0．0030％，值得开... 采用比色法和薄层扫描法测定并比较了3个产地的雷公藤根和昆明山海棠根中主要有效成分总二萜内酯和雷公藤内酯醇的含量，结果表明贵州黔东南州产的雷公藤根中总二萜内酯和雷公藤内酯醇的含量最高，分别达到0．035％和0．0030％，值得开发利用。 展开更多

关键词 雷公藤属 二萜内酯 内酯醇 薄层扫描

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CERMET-SNRE堆芯物理计算分析 被引量：7

5

作者 霍红磊 安伟健 +3 位作者 解家春 胡古 孙征 赵守智 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期2150-2156,共7页

核火箭发动机功率高、寿命长、比冲大,在执行深空探测和星际航行任务时具有不可替代的优势。小型化是核火箭发动机的一个重要趋势,基于此提出了一种使用钨基金属陶瓷燃料的小型核火箭发动机(CERMET-SNRE)堆芯方案,并采用蒙特卡罗程序(MC... 核火箭发动机功率高、寿命长、比冲大,在执行深空探测和星际航行任务时具有不可替代的优势。小型化是核火箭发动机的一个重要趋势,基于此提出了一种使用钨基金属陶瓷燃料的小型核火箭发动机(CERMET-SNRE)堆芯方案,并采用蒙特卡罗程序(MCNP)进行了精确建模,计算了相关物理参数。计算分析结果表明:CERMET-SNRE堆芯能谱硬,燃耗浅,后备反应性足够,功率分布合理,控制鼓与安全棒价值足够,发射掉落事故下有效增殖因数小于0.98,堆芯方案合理,满足设计要求。 展开更多

关键词 金属陶瓷燃料 小型核火箭发动机 物理设计

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一种月面微型热管堆电源概念设想

6

作者 赵泽龙 杨睿 +4 位作者 王傲 徐驰 郭键 安伟健 胡古 《电源技术》 CAS 北大核心 2024年第3期513-518,共6页

未来月球科研站建设及月面探测等任务需解决长期稳定能源及电力供给问题,受月面复杂环境影响,月面能源供给挑战极大。核反应堆电源具有长寿命、全天候、环境耐受力强等优势,是解决月面任务长期能源需求的理想选择,热管冷却型反应堆作为... 未来月球科研站建设及月面探测等任务需解决长期稳定能源及电力供给问题,受月面复杂环境影响,月面能源供给挑战极大。核反应堆电源具有长寿命、全天候、环境耐受力强等优势,是解决月面任务长期能源需求的理想选择,热管冷却型反应堆作为一种新型反应堆电源具有系统简单、结构紧凑、可靠性高等特点,且易于实现长寿命设计。针对目前月面能源问题,提出了采用500 W电功率月面微型热管堆电源供电的初步设想,并重点对其屏蔽设计及辐射防护问题进行了研究,提出了相关屏蔽设计方案及辐射防护措施。经过初步屏蔽设计研究,该电源可采用移动式、月面固定点位布置及浅坑式布置多种方式为月面用电设备供电,质量可约束在500 kg左右,轻质且微型,为科研站月面核反应堆电源屏蔽设计提供了思路。 展开更多

关键词 月球科研站 月面能源需求 月面微型热管堆 屏蔽设计

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Kilopower空间堆燃料低浓化方案研究 被引量：1

7

作者 安伟健 郭键 +2 位作者 胡古 葛攀和 高剑 《载人航天》 CSCD 北大核心 2023年第2期210-214,共5页

针对Kilopower高浓铀快堆方案(HEU-UMo)存在的核扩散和恐怖主义风险、政治风险、安保成本高昂、无法商业研发等问题,以及Kilopower低浓铀快堆方案(LEU-UMo)的质量和尺寸过大的问题,提出了一种采用低浓铀燃料板与氢化钇(YH 2)慢化剂板交... 针对Kilopower高浓铀快堆方案(HEU-UMo)存在的核扩散和恐怖主义风险、政治风险、安保成本高昂、无法商业研发等问题,以及Kilopower低浓铀快堆方案(LEU-UMo)的质量和尺寸过大的问题,提出了一种采用低浓铀燃料板与氢化钇(YH 2)慢化剂板交叠布置的新方案(LEU-UMo-YH 2),并从物理、热工及特殊临界安全等方面对各方案进行了比较。结果表明:该方案相比LEU-UMo方案,堆芯尺寸得到了较大幅度的减小,其堆芯质量和U-235装量分别仅为LEU-UMo方案的40%和17%。若HEU-UMo被禁用,对于近期的任务,LEU-UMo具备最高的可实现性,对于远期的任务,LEU-UMo-YH 2具有很好的研究前景。 展开更多

关键词 空间堆 Kilopower 核扩散 LEU

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Kilopower空间堆掉落事故临界安全问题研究 被引量：5

8

作者 安伟健 郭键 +1 位作者 葛攀和 高剑 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期447-453,共7页

美国Kilopower空间堆在掉落事故下的k eff不满足我国现行空间堆掉落临界安全要求。该反应堆在掉落过程中,若反射层外围的B 4C脱落,则存在瞬发超临界的严重安全隐患。针对此问题,本文对反应堆方案进行调整,提出3种解决方案,各方案均可满... 美国Kilopower空间堆在掉落事故下的k eff不满足我国现行空间堆掉落临界安全要求。该反应堆在掉落过程中,若反射层外围的B 4C脱落,则存在瞬发超临界的严重安全隐患。针对此问题,本文对反应堆方案进行调整,提出3种解决方案,各方案均可满足掉落临界安全要求。此外,为研究各方案的优劣,从尺寸、质量、物理和热工运行特性等方面对各方案进行综合比较,提出了最优建议方案。 展开更多

关键词 空间堆 Kilopower 掉落事故 临界安全

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40 kWe低浓铀月表堆堆芯方案研究

9

作者 姜硕 胡古 +1 位作者 安伟健 王傲 《科技创新与应用》 2023年第30期22-25,29,共5页

月球基地的建立首先需解决能源供给问题,核电源系统具有功率大、寿命长、环境适应性强等优点,是月球基地及其他深空探测任务中理想的能源提供方案。使用低浓铀燃料是近年来空间核动力发展的重要趋势,该文提出一种基于铀钼合金的月球基... 月球基地的建立首先需解决能源供给问题,核电源系统具有功率大、寿命长、环境适应性强等优点,是月球基地及其他深空探测任务中理想的能源提供方案。使用低浓铀燃料是近年来空间核动力发展的重要趋势,该文提出一种基于铀钼合金的月球基地核电源系统的堆芯方案设计,经初步优化设计,给出该系统的总体堆芯参数,并从物理、热工方面对堆芯进行分析和计算。结果表明,该堆方案合理可行,可以在寿期内满足各项要求。 展开更多

关键词 核电源 月球核反应堆 低浓铀 反应堆物理计算 40 kWe低浓铀

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TOPAZ-Ⅱ反应堆慢化剂正温度效应研究

10

作者 时运达 孙征 +3 位作者 杨睿 胡彬和 安伟健 赵守智 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期583-590,共8页

TOPAZ-Ⅱ空间核反应堆电源采用热离子静态热电转换方式,系统输出电功率为5 kW,寿命可达3 a,是当前可迅速工程化的最先进的空间核电源系统之一。然而TOPAZ-Ⅱ反应堆的慢化剂温度系数是一个较大的正值,并导致了全堆的温度系数也是正值,这... TOPAZ-Ⅱ空间核反应堆电源采用热离子静态热电转换方式,系统输出电功率为5 kW,寿命可达3 a,是当前可迅速工程化的最先进的空间核电源系统之一。然而TOPAZ-Ⅱ反应堆的慢化剂温度系数是一个较大的正值,并导致了全堆的温度系数也是正值,这对反应性控制系统的可靠性提出了很高要求,因而有必要对其产生的机理进行详细的研究。采用MCNP程序构建了TOPAZ-Ⅱ反应堆堆芯三维精确几何模型,从中子能谱的变化、中子平衡关系的变化以及中子循环因子的变化3个方面详细分析了TOPAZ-Ⅱ反应堆慢化剂正温度效应产生的原因。通过设计验证算例验证了分析的正确性,并找到了可减小慢化剂正温度效应的方法,为未来热离子反应堆的优化设计提供了一个指导方向。 展开更多

关键词 温度系数 能谱硬化 氢化锆 固体慢化剂 空间自屏效应 热中子利用系数 空间堆

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kilopower阴影屏蔽优化设计研究

11

作者 李晓慧 赵泽龙 安伟健 《科学与信息化》 2023年第9期121-123,共3页

通常反应堆阴影屏蔽在空间核电源系统的总质量中占有一半以上的份额,而在屏蔽设计中,重屏蔽即光子屏蔽材料所占的比重尤其大,因此优化重屏蔽材料的质量和结构在屏蔽设计优化过程中显得尤为重要。本文针对kilopower空间堆的辐射屏蔽问题... 通常反应堆阴影屏蔽在空间核电源系统的总质量中占有一半以上的份额,而在屏蔽设计中,重屏蔽即光子屏蔽材料所占的比重尤其大,因此优化重屏蔽材料的质量和结构在屏蔽设计优化过程中显得尤为重要。本文针对kilopower空间堆的辐射屏蔽问题,通过对轻、重屏蔽材料的选择、两种材料不同厚度不同位置的分层布置,使得两种组合材料在各种集合效应之间达到一个适当的平衡。在满足辐射安全要求的前提下,大大优化了阴影屏蔽的质量。 展开更多

关键词 屏蔽 优化 蒙卡

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锂冷空间堆辐照产氦行为研究 被引量：3

12

作者 安伟健 霍红磊 +2 位作者 李来冬 汪新智 张昊春 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期696-702,共7页

锂(Li)是一种重要的空间核反应堆传热工质,采用Li冷却的大功率空间堆是未来空间核电推进任务的理想能源之一。Li在受中子辐照时会产生氦(He)。在Li冷空间堆中,Li产生的He会对一回路的热工水力造成不利影响,需要设置气体分离器对其进行... 锂(Li)是一种重要的空间核反应堆传热工质,采用Li冷却的大功率空间堆是未来空间核电推进任务的理想能源之一。Li在受中子辐照时会产生氦(He)。在Li冷空间堆中,Li产生的He会对一回路的热工水力造成不利影响,需要设置气体分离器对其进行收集。因此,对Li辐照产He的计算和研究是Li冷空间堆设计的重要环节。为详细研究Li冷空间堆的产He行为,构建了兆瓦级Li冷空间堆LISA,采用三维蒙特卡罗程序MCNP,对反应堆中Li产He行为进行了计算,比较了不同反应以及不同区域的产He量,研究了Li-7丰度以及中子能谱对产He的影响,并基于研究结果提出了Li冷空间堆的优化思路。本研究的方法和结论可为Li冷空间堆的设计研究提供有益参考。 展开更多

关键词 空间堆 锂 辐照产氦

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TOPAZ-Ⅱ反应堆^(135)Xe小反应性计算方法研究 被引量：3

13

作者 安伟健 赵守智 +3 位作者 沈峰 孙征 刘兴民 吴晓春 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1637-1641,共5页

TOPAZ-Ⅱ反应堆的中子通量密度很低,这使其在运行过程中引入的135Xe反应性很小,其数值难以采用现有的蒙特卡罗程序进行计算。本文考虑了中子价值对反应性的作用,采用MVP-BURN程序对TOPAZ-Ⅱ反应堆的135Xe小反应性进行了计算。该方法可... TOPAZ-Ⅱ反应堆的中子通量密度很低,这使其在运行过程中引入的135Xe反应性很小,其数值难以采用现有的蒙特卡罗程序进行计算。本文考虑了中子价值对反应性的作用,采用MVP-BURN程序对TOPAZ-Ⅱ反应堆的135Xe小反应性进行了计算。该方法可为其他类似反应堆的小反应性计算提供参考。 展开更多

关键词 TOPAZ-Ⅱ 135Xe小反应性 MVP-BURN程序 中子价值

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COSINE软件包堆芯物理分析程序CORE开发与初步测试验证 被引量：4

14

作者 陈义学 刘占权 +5 位作者 胡啸宇 王苏 王常辉 全国萍 安伟健 沈峰 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第B06期365-368,共4页

堆芯物理分析程序CORE是1个少群、一维、二维、三维稳态节块法程序,用于压水堆堆芯设计和分析。COSINE软件包是大型压水堆国家重大专项软件自主化课题中的一部分,CORE是COSINE软件包的1个子程序系统,CORE第1版采用节块展开法(NEM)进行... 堆芯物理分析程序CORE是1个少群、一维、二维、三维稳态节块法程序,用于压水堆堆芯设计和分析。COSINE软件包是大型压水堆国家重大专项软件自主化课题中的一部分,CORE是COSINE软件包的1个子程序系统,CORE第1版采用节块展开法(NEM)进行二维、三维扩散计算,采用差分法进行一维扩散计算,截面处理采用插值表的方式,燃耗计算采用带预估修正的宏观燃耗计算方法,精细功率重构采用调制方法。目前CORE的核心模块已完成,并进行了初步测试验证,结果表明其扩散求解模块基本满足功能和精度要求。 展开更多

关键词 堆芯物理分析程序 CORE 稳态 节块程序

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用于闭环磁流体发电系统的1MW_(th)空间堆堆芯设计 被引量：2

15

作者 赵泽昊 安伟健 +2 位作者 解家春 冯潇 赵守智 《科技创新导报》 2018年第7期97-99,101,共4页

核能磁流体发电技术是未来深空探测等的潜在理想电源。基于耐高温金属陶瓷(CERMET)燃料,设计了用于高温气体闭环磁流体发电系统的热功率1MW_(th)、寿期10a的空间核反应堆,给出了堆芯可行布置方案及堆芯物理、热工分析。使用Python语言... 核能磁流体发电技术是未来深空探测等的潜在理想电源。基于耐高温金属陶瓷(CERMET)燃料,设计了用于高温气体闭环磁流体发电系统的热功率1MW_(th)、寿期10a的空间核反应堆,给出了堆芯可行布置方案及堆芯物理、热工分析。使用Python语言开发了磁流体发电核反应堆堆芯传热快速计算程序,与使用通用计算流体力学程序CFX的计算结果基本吻合,计算耗时显著降低。 展开更多

关键词 空间核反应堆 磁流体发电 金属陶瓷(CERMET)燃料

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采用钨基金属陶瓷燃料的核热推进反应堆掉落临界安全特性研究 被引量：2

16

作者 霍红磊 赵守智 +2 位作者 解家春 安伟健 胡古 《载人航天》 CSCD 2017年第3期353-357,383,共6页

采用蒙特卡罗(MCNP)程序建立模型,对采用钨基金属陶瓷(CERMET)燃料的核热推进反应堆掉落临界安全特性进行了研究。从有效增殖系数的基本定义出发,定义了三个特性参数:不泄漏几率、中子"逃脱"安全棒吸收几率和中子"逃脱&q... 采用蒙特卡罗(MCNP)程序建立模型,对采用钨基金属陶瓷(CERMET)燃料的核热推进反应堆掉落临界安全特性进行了研究。从有效增殖系数的基本定义出发,定义了三个特性参数:不泄漏几率、中子"逃脱"安全棒吸收几率和中子"逃脱"Re、W、Gd、U等的非裂变吸收几率,定量分析了堆芯进水、反射层和掉落环境对核热推进反应堆掉落临界安全的影响,为我国核热推进反应堆的设计提供了参考。 展开更多

关键词 核热推进 钨基金属陶瓷燃料 掉落临界安全 中子平衡 谱移吸收体

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一种无人水下航行器用核反应堆电源概念设想

17

作者 郭键 俞荣君 +4 位作者 安伟健 王傲 李来冬 高剑 李晓慧 《水下无人系统学报》 2022年第5期558-566,共9页

兼具高速和长航程的无人水下航行器可以拓展许多新的作战模式,动力系统是其瓶颈之一,而核动力是解决这一问题的有效途径。核反应堆电源系统小型化是技术难点。文中在结合了水冷热中子反应堆和温差发电技术的基础上,简化系统架构,优化设... 兼具高速和长航程的无人水下航行器可以拓展许多新的作战模式,动力系统是其瓶颈之一,而核动力是解决这一问题的有效途径。核反应堆电源系统小型化是技术难点。文中在结合了水冷热中子反应堆和温差发电技术的基础上,简化系统架构,优化设备布置方案,提出了一种外径小于533 mm,长度不超过3 m、重量不超过750 kg、具备输出100 kW电功率能力的核反应堆电源概念方案,有望使核动力无人水下航行器具备由通用海军舰艇携带,并从533 mm鱼雷发射管投放的能力,增大了任务灵活性。通过采用低燃料装量的反应堆构型、尽量使用成熟技术等手段,核动力系统的成本可显著降低,具备批量生产的潜力。在对核物理、热工、流体及力学等关键参数估算后,初步证明了该方案的可行性。 展开更多

关键词 无人水下航行器 核动力 核反应堆

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基于MCMG-Ⅱ和STEP1.0的输运-燃耗耦合系统在TOPAZ-Ⅱ反应堆中的应用 被引量：1

18

作者 吴明宇 祁琳 +4 位作者 安伟健 邵静 万海霞 王事喜 王凤龙 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S01期32-36,共5页

以TOPAZ-Ⅱ反应堆为代表的空间核反应堆布局紧凑、具有超热中子谱、不规则几何结构和长期不换料运行的特点。本文计算了TOPAZ-Ⅱ反应堆的燃耗问题,并进行对比和分析。基于MCMG-Ⅱ和STEP1.0的蒙特卡罗输运-燃耗耦合计算系统采用几何体描... 以TOPAZ-Ⅱ反应堆为代表的空间核反应堆布局紧凑、具有超热中子谱、不规则几何结构和长期不换料运行的特点。本文计算了TOPAZ-Ⅱ反应堆的燃耗问题,并进行对比和分析。基于MCMG-Ⅱ和STEP1.0的蒙特卡罗输运-燃耗耦合计算系统采用几何体描述建模,能够描述TOPAZ-Ⅱ反应堆中的复杂不规则几何,解决小型反应堆非均匀效应,截面库采用连续能量描述,适应不同中子能谱。根据TOPAZ-Ⅱ反应堆模型参数和运行功率历史进行模拟,采用临界计算和燃耗计算的耦合迭代,完成了整个运行周期的燃耗计算。主要核素的计算结果与已有数据进行了对比,验证了程序的正确性。结果表明,基于MCMG-Ⅱ和STEP1.0的输运-燃耗耦合系统能够正确计算以TOPAZ-Ⅱ反应堆为代表的小型复杂结构空间反应堆的燃耗问题。 展开更多

关键词 蒙特卡罗 燃耗 TOPAZ-Ⅱ 耦合计算 中子能谱

原文传递

用于磁流体发电的超高温反应堆堆芯设计 被引量：1

19

作者 安伟健 宋健 +3 位作者 解家春 胡古 赵守智 孙征 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期2212-2216,共5页

本文对磁流体反应堆的堆芯方案进行了探索,对石墨基体燃料和金属陶瓷燃料进行了比较,选择了金属陶瓷燃料进行磁流体反应堆的设计,给出了堆芯方案及堆芯物理、热工计算结果,并对发射掉落事故进行了计算和分析。计算结果可满足设计要求。

关键词 磁流体发电 超高温反应堆 金属陶瓷燃料 堆芯设计

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一种采用蒙卡程序计算两群中子价值分布的方法

20

作者 安伟健 赵泽昊 霍红磊 《科技创新导报》 2020年第15期81-84,共4页

采用确定论程序计算中子价值较为容易,而采用蒙卡程序则相对较为困难,目前国际上仅有部分蒙卡程序实现了中子价值计算的功能。本文基于对中子价值物理意义的认识,提出了一种采用蒙卡程序计算两群中子价值分布的新方法,并将该方法成功应... 采用确定论程序计算中子价值较为容易,而采用蒙卡程序则相对较为困难,目前国际上仅有部分蒙卡程序实现了中子价值计算的功能。本文基于对中子价值物理意义的认识,提出了一种采用蒙卡程序计算两群中子价值分布的新方法,并将该方法成功应用于实际的反应堆物理特性分析工作中,取得了较好的效果。该方法可为相关研究提供参考。 展开更多

关键词 中子价值 蒙卡程序 微扰理论

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