釩自給能探測器響應電流“γ峰”現象的模擬與分析

邵睿智，曹良志，李云召?，李雪松，司峰偉，郝騰飛，桑耀東，鄧邦杰，張清民，吉文浩

(1.西安交通大學核科學與技術學院，西安710049；2.三門核電有限公司，臺州317100；3.中國核動力研究設計院核反應堆系統設計技術重點實驗室，成都610213)

近年來，隨著核電技術的發展，更加安全的設計理念越來越多地應用于商用壓水堆中。堆內固定式自給能探測器具有體積小、精度高及無需外加偏壓等優點，已廣泛應用于第三代商用壓水堆的在線功率測量系統中。在AP1000堆芯中放置了多個自給能探測器，在堆芯運行時通過自給能探測器測量的響應電流，可以得到堆芯相對功率，從而保證反應堆的安全運行。然而，在甩負荷試驗時，除堆芯內最外層A類組件中的自給能探測器外，其他組件中的自給能探測器響應電流-時程曲線均會出現先上升后下降的現象，該現象稱為“γ峰”現象。

早在20世紀70年代，Warren等已對自給能探測器進行了模擬研究，通過解析求解的方法推導得到了響應電流的計算公式[1-4]。隨后，Goldstein等使用蒙特卡羅方法對不同堆型、不同種類的自給能探測器進行了模擬計算與分析[5-7]。近年來，韓國蔚山科技大學和法國原子能委員會相繼開發了基于蒙特卡羅方法的自給能探測器模擬計算程序和方法[8-10]。然而，這些方法大多是針對穩態工況和零燃耗條件，無法直接模擬AP1000堆芯運行過程中出現的“γ峰”現象。

本文利用西安交通大學自主研發的壓水堆堆芯分析程序NECP-Bamboo[11-12]和自給能探測器響應電流模擬程序SPND-Signal[13]，構建了自給能探測器響應電流模擬與分析平臺，模擬了不同組件的甩負荷試驗運行歷史和自給能探測器的中子-光子-電子耦合輸運過程，分析了“γ峰”現象的產生機理。……