百千瓦级空间核反应堆屏蔽优化研究

• 作者: 姜百惠 吉宇 孙俊 刘志宏 石磊 清华大学核能与新能源技术研究院
• 来源期刊: 原子能科学技术
• 关键词: 空间核反应堆 中子-光子耦合 阴影屏蔽 质量优化 蒙特卡罗方法
• 年，卷（期）: 2024,（3）
• 所属期刊栏目: 反应堆工程
• 页码范围: 167-174
• 页数: 8页
• 语种: 中文

摘要

屏蔽体尺寸和重量对空间核反应堆和核动力航天器性能有着重要影响，因而屏蔽设计优化是空间核动力系统设计的关键。本文以JIMO项目反应堆为对象，在铍-碳化硼-钨-氢化锂分层组合屏蔽方案的基础上，考虑到辐照剂量的径向分布，采用蒙特卡罗方法计算了负载处辐照剂量和氢化锂中子剂量，分析了屏蔽设计原理，并提出了分步优化方法以实现屏蔽优化。根据结果分析，调整了铍和碳化硼的厚度比例、钨半径及布置位置，获得了优化的屏蔽方案，在满足屏蔽要求的基础上质量减少了98.41 kg。提出的屏蔽方案及设计流程可为空间核电源屏蔽设计优化提供参考。