[科普中國(guó)]-堆振蕩技術(shù)

堆振蕩技術(shù)又稱反應(yīng)堆振蕩技術(shù)，國(guó)際上己開發(fā)研究出多種成熟的反應(yīng)性測(cè)量方法，主要有周期法、振蕩法、落棒法、中子源倍增法、脈沖中子源法、Rossi統(tǒng)計(jì)、噪聲分析法等。

反應(yīng)堆核反應(yīng)堆，又稱為原子能反應(yīng)堆或反應(yīng)堆，是能維持可控自持鏈?zhǔn)胶肆炎兎磻?yīng)，以實(shí)現(xiàn)核能利用的裝置。核反應(yīng)堆通過合理布置核燃料，使得在無需補(bǔ)加中子源的條件下能在其中發(fā)生自持鏈?zhǔn)胶肆炎冞^程。嚴(yán)格來說，反應(yīng)堆這一術(shù)語應(yīng)覆蓋裂變堆、聚變堆、裂變聚變混合堆，但一般情況下僅指裂變堆。

反應(yīng)堆可以來進(jìn)行基礎(chǔ)研究和商用研究的反應(yīng)堆。堆內(nèi)裝有各種實(shí)驗(yàn)設(shè)備、堆內(nèi)照射裝置等。可以進(jìn)行中了物理、固體物理、輻射化學(xué)、 分析化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)及反應(yīng)堆材料、燃料元件等的試驗(yàn)研究。1

相關(guān)研究國(guó)際上己開發(fā)研究出多種成熟的反應(yīng)性測(cè)量方法，主要有周期法、振蕩法、落棒法、跳源法、中子源倍增法、脈沖中子源法、Rossi統(tǒng)計(jì)、噪聲分析法等。反應(yīng)性測(cè)量方法基本上是根據(jù)中子注量率隨時(shí)間變化的規(guī)律來進(jìn)行的。這就要求在反應(yīng)堆穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)引入一擾動(dòng)，擾動(dòng)后中子注量率隨時(shí)間開始發(fā)生變化，測(cè)量中子注量率隨時(shí)間的變化得到反應(yīng)性。對(duì)反應(yīng)堆的擾動(dòng)可以是階躍的、脈沖的或振蕩的。振蕩法就是在反應(yīng)堆臨界穩(wěn)態(tài)運(yùn)行下對(duì)反應(yīng)堆有規(guī)律地?cái)_動(dòng)，這樣反應(yīng)堆平均功率維持不變。其中，測(cè)量小反應(yīng)性的方法以振蕩法為最佳。振蕩法的優(yōu)越性還在于重復(fù)性好、測(cè)量精度高、應(yīng)用范圍廣。在測(cè)量過程中，不需較長(zhǎng)的等待時(shí)間，且可在較高功率（反應(yīng)堆熱態(tài)）下進(jìn)行。反應(yīng)性的振蕩波形可有多種形式，如正弦波、矩形波、三角波等。

自20世紀(jì)60年代以來，許多國(guó)家對(duì)反應(yīng)堆振蕩法進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究，并取得了一定的成功。我國(guó)從20世紀(jì)七八十年代就己開始了堆振蕩法和傳遞函數(shù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究。1981-1983年，在DF-U快中子臨界裝置上設(shè)計(jì)建立了1套氣動(dòng)方波振蕩系統(tǒng)，成功地實(shí)現(xiàn)了5種小樣品的實(shí)驗(yàn)研究工作曰。在氫化鋯-水-鈾柵格臨界裝置上采用氣動(dòng)方波振蕩器，測(cè)量了相關(guān)樣品的反應(yīng)性效率。實(shí)驗(yàn)中為了消除樣品對(duì)中子場(chǎng)的擾動(dòng)，采用了反應(yīng)性效率小的樣品困。1993-1994年間，中國(guó)實(shí)驗(yàn)快堆概念設(shè)計(jì)的物理零功率模擬實(shí)驗(yàn)在俄羅斯奧布寧斯克物理-動(dòng)力工程研究院的快中子零功率裝置上合作進(jìn)行，完成了3個(gè)堆芯的物理模擬，進(jìn)行了10多種快堆中子物理參數(shù)的測(cè)量。

誤差測(cè)量結(jié)果的誤差由多種因素組成，具體包括堆功率的統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)漲落的影響、電流放大器噪聲干擾的影響、探測(cè)器計(jì)數(shù)對(duì)點(diǎn)堆模型的偏離、傅里葉分析算法中輸入反應(yīng)性三角波近似的程度、堆功率的漂移及振蕩樣品位置重復(fù)性等的影響。2

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

李航 - 副教授 - 西南大學(xué)