[发明专利]一种估算重水堆中热中子注量的方法

权利要求书

1.一种估算重水堆中热中子注量的方法，包括如下步骤：

1)对待测重水堆堆芯中的结构材料进行取样；

2)使用核分析仪对结构材料样品中的一种或多种元素的同位素的丰度进行测量，得到测量结果；

3)将步骤2)得到的同位素丰度测量结果与同位素丰度随着热中子注量变化的理论计算值进行对比，估算出结构材料在堆芯期间受到的热中子注量，其中，所述同位素丰度随着热中子注量变化的理论计算值通过下述方法得到：

对于任意一个元素X，假设它的质量数最小的天然同位素为^AX，用下列方程组表示X的各个同位素的原子核数瞬时变化率：

其中N为自然数，分别为t时刻各同位素^AX、^A+1X、^A+2X…^A+NX的原子核数；分别为^AX(n,γ)^A+1X、^A+1X(n,γ)^A+2X、^A+2X(n,γ)^A+3X…^A+N-1X(n,γ)^A+NX的反应率，它们通过以下方程得到：

其中分别为热中子的^AX(n,γ)^A+1X、^A+1X(n,γ)^A+2X、^A+2X(n,γ)^A+3X…^A+N-1X(n,γ)^A+NX的反应截面，φ_t为热中子通量密度；

分别为^A+1X、^A+2X…^A+N-1X、^A+NX的原子核数消失率；经计算，如果^A+NX的产量不足^A+N-1X的0.01％，则忽略^A+NX之后的同位素，并且认为^A+NX只通过衰变损失原子核；

其中分别为^A+1X、^A+2X…^A+N-1X、^A+NX的衰变常数；

假设X的初始原子核数为100，则根据该元素的天然同位素丰度，得到各同位素原子核数的初值由此得到这一系列方程的解析解，从而得到各同位素在不同时刻的丰度，比如^A+1X在t时刻的丰度为：

在堆芯热中子通量密度φ_t为定值的条件下，计算得到各同位素丰度随时间t的变化曲线；

当t为定值时，以φ_t为变量计算得到各同位素丰度随φ_t的变化曲线；由于φ_t·t即为热中子的注量，所以由此得到同位素丰度随热中子注量的变化曲线。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中所述元素为Fe和/或Ni。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤2)对同位素⁵⁶Fe、⁵⁷Fe、⁵⁸Ni和/或⁶⁰Ni的丰度进行测量。