启明星1号装置中子通量能谱与中子平均能量计算(3)

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原子能科学技术 第40卷

图3Fig.3

z=0、r=4cm处有源和无源时中子通量能谱分布

Neutronfluxenergydistributions

实线 有源;虚线

无源

图5Fig.5

热区中子通量能谱分布Neutronfluxenergy

distributionsinthermalzone

实线 r=26cm;长虚线 r=31cm;

短虚线 r=36cm

atz=0,r=4cmwithandwithoutsource

图4Fig.4

z=0、r=15cm处有源和无源时中子通量能谱分布

Neutronfluxenergydistributions

实线 有源;虚线 无源

图6Fig.6

z=0、r=31cm处有源和无源时中子通量能谱分布

Neutronfluxenergydistributions

实线 有源;虚线 无源

atz=0,r=15cmwithandwithoutsource

atz=0,r=31cmwithandwithoutsource

热区中子能谱计算结果示于图5。在热

区,由于存在慢化剂,能谱峰值出现在热中子能区,但中子的能谱较硬。z=0,r分别为26、31和36cm点的中子平均能量分别为665、716和734keV。从图5可看到,z=0、r=36cm处的中子能谱在热中子区和高能区有较高的峰值。这是因为z=0、r=36cm处靠近反射层,有一部分热中子被反射回,裂变反应相应地增加。

z=0、r=31cm处有外源和无外源的中子能谱示于图6。从图6可看出,有外源和无外源时的中子能谱变化不大,说明源中子对热区中子能谱的影响很小。

为了说明用中子通量的平均能量表示中子

中子平均能量的比较,这里用MCNP

[7]

程序进

行计算。采用相同的计算模型,通过MCNP程

序的F1和*F1两个记数箱给出了中子的平均能量。F1和*F1的表达式如下:

| | (r,E, )AdEd dA(1)

*F1=

E| | (r,E, )AdEd dA

F1=

A

EA

E

(2)

式中: (r,E, )为中子角通量; 为方向余弦;A为表面面积。

F1和*F1两个记数箱分别表示穿过一个界面的粒子数和粒子的能量。那么,穿过某一面积的中子平均能量可由下式得到:

E=*F1/F1

(3)