新型乏燃料干式贮存容器辐射安全：MCNP模拟验证

"基于蒙特卡罗方法的新型乏燃料干式贮存容器辐射安全仿真验证" 本文主要探讨了采用蒙特卡罗方法对自主设计的新型乏燃料干式贮存容器——CHN-24型专用容器进行临界安全及辐射屏蔽的仿真验证。这个容器设计用于存储24组燃耗深度为45 GWD/MTU的乏燃料组件。蒙特卡罗方法是一种基于统计学随机抽样的计算技术，广泛应用于核工程、辐射防护等领域，尤其在解决复杂的几何形状和多材质问题时，具有较高的精确度。 研究人员利用蒙特卡罗程序MCNP（Monte Carlo N-Particle Transport Code）构建了CHN-24容器的计算模型，以分析其在正常贮存条件下的临界性以及不同浸水事故下的安全性。在正常情况下，容器内乏燃料的有效增殖因数（Keff）被计算为0.282，这是一个远低于临界状态的安全水平。然而，在模拟浸水事故中，随着容器内水位上升，Keff值随之增加，当容器完全注满水时，Keff达到0.706，这表明浸水可能增加临界风险。 除了临界安全，文章还关注了辐射屏蔽效果。在没有水浸入的正常状态下，容器表面的剂量当量率（表示辐射强度）为0.38 mSv/h，距离表面2米处则降低至0.06 mSv/h。这些数值均满足国际原子能机构（IAEA）设定的辐射安全标准。这证明了使用蒙特卡罗方法进行的仿真结果是可靠且适用于乏燃料容器的安全评估。 这项研究不仅验证了CHN-24容器在设计上的辐射安全性能，也为我国发展具有自主知识产权的核电乏燃料贮存技术提供了重要的参考依据。通过这种仿真验证方法，可以有效地评估和优化乏燃料干式贮存系统的安全设计，确保在各种工况下都能达到良好的辐射防护效果。 关键词：乏燃料贮存；蒙特卡罗方法；干式容器；临界安全；辐射屏蔽 中图分类号：TL93.3 英文标题：Monte Carlo-Based Simulation on Radiation Shielding Verification for a Dry Spent Fuel Storage Model 作者：郁海燕，汤晓斌，王鹏，陈飞达，柴浩，陈达 所属单位：南京航空航天大学核科学与工程系，江苏省核能装备材料工程实验室 基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金新教师类资助课题，高等学校博士学科点专项科研基金博导类资助课题 通信联系人：汤晓斌，E-mail:tangxiaobin@nuaa.edu.cn