（高清版）GBT 43062-2023 核能反應(yīng)堆壓力容器和堆內(nèi)構(gòu)件中子注量和原子離位次數(shù)（dpa）的確定

核能反應(yīng)堆壓力容器和堆內(nèi)構(gòu)件中子注量和原子離位次數(shù)(dpa)的確定2023-09-07發(fā)布國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)IGB/T43062—2023前言 Ⅲ引言 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語(yǔ)和定義 14輸運(yùn)理論計(jì)算模型 24.1總則 24.1.1輸出要求 24.1.2固定源的輸運(yùn)計(jì)算方法 34.2輸運(yùn)計(jì)算 34.2.1數(shù)據(jù)輸入 34.2.2離散縱標(biāo)法(SN) 34.2.3蒙特卡洛輸運(yùn)方法 44.2.4共軛注量計(jì)算 44.3中子注量計(jì)算值的驗(yàn)證 44.4計(jì)算不確定度的確定 45反應(yīng)堆壓力容器中子劑量測(cè)定 55.1總則 55.2反應(yīng)堆壓力容器中子計(jì)量評(píng)價(jià)的一般要求 55.3穩(wěn)定產(chǎn)物中子劑量計(jì) 55.4劑量計(jì)響應(yīng)參數(shù) 65.5標(biāo)準(zhǔn)中子場(chǎng)中的不確定度估算和測(cè)量驗(yàn)證 66計(jì)算與測(cè)量的比較 66.1總則 66.2計(jì)算活度與測(cè)量的傳感器活度的直接比較 66.3計(jì)算的反應(yīng)率與測(cè)量的平均滿功率反應(yīng)率的比較 66.4使用最小二乘平差法計(jì)算與測(cè)量的比較 67最佳估算注量的確定 78dpa和氣體產(chǎn)生的計(jì)算方法 7 78.2原子離位次數(shù)(dpa) 78.3氣體生成 7參考文獻(xiàn) 9ⅢGB/T43062—2023本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定本文件修改采用ISO19226:2017《核能反應(yīng)堆壓力容器和堆內(nèi)構(gòu)件中子注量和原子離位次數(shù)本文件與ISO19226:2017相比做了下述結(jié)構(gòu)調(diào)整：——第8章增加了8.1以避免懸置段出現(xiàn)，8.2對(duì)應(yīng)ISO19226:2017中的8.1,8.3對(duì)應(yīng)ISO19226:2017中的8.2。本文件與ISO19226:2017的技術(shù)差異及其原因如下：——用規(guī)范性引用的GB/T4960.2替換了ANSI/ANS19.10和ASTME170-16a(見(jiàn)第2章),以適應(yīng)我國(guó)的技術(shù)條件，增加可操作性。本文件做了下列編輯性改動(dòng)：——調(diào)整了范圍中注釋部分內(nèi)容置于本章末尾表述；——增加了“中國(guó)CENDL”“俄羅斯BROND”兩類核數(shù)據(jù)庫(kù)的列舉說(shuō)明(見(jiàn)4.2.1),以提高舉例說(shuō)明的完整性；——增加了參考文獻(xiàn)ANSI/ANS19.10和ASTME170-16a(見(jiàn)參考文獻(xiàn)[1]和[2]);——?jiǎng)h除了參考文獻(xiàn)[1]～[6]、[21]～[29](見(jiàn)ISO19226:2017中的參考文獻(xiàn))。請(qǐng)注意本文件中的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由全國(guó)核能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC58)提出并歸口。程研究設(shè)計(jì)院有限公司、中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院、中國(guó)核能電力股份有限公司、中國(guó)核電工程有限公司。本文件旨在下列情況時(shí)使用。a)涉及用于預(yù)測(cè)反應(yīng)堆壓力容器和堆內(nèi)構(gòu)件輻照損傷的受照參數(shù)的確定。受照參數(shù)可為中子注量和(或)原子離位次數(shù)(dpa)。b)涉及受中子輻照反應(yīng)堆壓力容器和堆內(nèi)構(gòu)件材料特性的確定。c)涉及監(jiān)管機(jī)構(gòu)的許可證審批程序，如編制監(jiān)管指南，編制分析有關(guān)受中子輻照的壓力容器和反應(yīng)堆堆內(nèi)構(gòu)件完整性和材料特性的報(bào)告。1核能反應(yīng)堆壓力容器和堆內(nèi)構(gòu)件中子注量和原子離位次數(shù)(dpa)的確定1范圍本文件規(guī)定了一種基于給定的堆芯中子源下反應(yīng)堆堆芯與安全殼之間構(gòu)件的輻照量的評(píng)估流程。輻照量可用中子注量、原子離位次數(shù)(dpa)或氦核素產(chǎn)生來(lái)表示。輻照的評(píng)價(jià)視情況可采用中子注量率的計(jì)算或壓力容器內(nèi)和堆腔內(nèi)的劑量計(jì)的測(cè)量值。本文件適用于壓水反應(yīng)堆(PWRs)、沸水反應(yīng)堆(BWRs)和加壓重水反應(yīng)堆(PHWRs)等不同堆型的反應(yīng)堆壓力容器和堆內(nèi)構(gòu)件中子注量和原子離位次數(shù)(dpa)的確定。本文件還確立了一種用于評(píng)估反應(yīng)堆壓力容器和PWRs、BWRs、PHWRs堆內(nèi)構(gòu)件中子損傷特性的流程。損傷主要是指由于與中子碰撞引起的原子離位次數(shù)直接損傷，以及由于氣體產(chǎn)生而引起的間接損傷。這兩種損傷的程度都強(qiáng)烈依賴于中子能譜。因此，對(duì)于給定的中子注量和中子能譜，總累積原子離位次數(shù)數(shù)值的計(jì)算是用于反應(yīng)堆壽期管理的一項(xiàng)重要數(shù)據(jù)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T4960.2核科學(xué)技術(shù)術(shù)語(yǔ)裂變反應(yīng)堆3術(shù)語(yǔ)和定義GB/T4960.2界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。測(cè)量值/計(jì)算值的精確度accuracyofameasured/calculatedvalue測(cè)量值/計(jì)算值與真實(shí)值之間的差異，通常是由于測(cè)量或計(jì)算過(guò)程引起的系統(tǒng)誤差。基準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)benchmarkexperiment一組明確定義的物理實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果經(jīng)判斷足夠準(zhǔn)確，可用作計(jì)算參考點(diǎn)。最佳估算中子注量best-estimateneutronfluence基于所有可用測(cè)量、計(jì)算結(jié)果以及基于偏差估算，最小二乘分析和工程判斷調(diào)整得到的最精確中子計(jì)算方法calculationalmethodology2代碼基準(zhǔn)驗(yàn)證codebenchmark與先前根據(jù)試驗(yàn)驗(yàn)證的另一個(gè)程序代碼結(jié)果進(jìn)行的比較。連續(xù)能量截面數(shù)據(jù)continuous-energycross-sectiondata在能量范圍密集點(diǎn)上的截面數(shù)據(jù)。劑量計(jì)的核反應(yīng)dosimeterreaction原子離位次數(shù)displacementsperatom;dpa最小二乘平差法least-squaresadjustmentprocedure根據(jù)中子輸運(yùn)計(jì)算結(jié)果和劑量測(cè)量結(jié)果，利用差異最小化來(lái)提供注量最佳估算值的一種測(cè)算方法。多群截面數(shù)據(jù)multigroupcross-sectiondata通過(guò)使用指定的加權(quán)函數(shù)對(duì)離散能量區(qū)間的連續(xù)能量截面數(shù)據(jù)進(jìn)行平均確定的可保持反應(yīng)率守恒中子注量率的時(shí)間積分(即時(shí)間積分中子注量),以中子每平方厘米表示。測(cè)量或計(jì)算物理值的分布標(biāo)準(zhǔn)偏差(如果可從一組重復(fù)測(cè)量或計(jì)算中獲得)。求解方差solutionvariance對(duì)蒙特卡洛輸運(yùn)求解時(shí)由于有限粒子歷史數(shù)量導(dǎo)致的統(tǒng)計(jì)方差的度量。4輸運(yùn)理論計(jì)算模型4.1總則輸運(yùn)計(jì)算需要能夠準(zhǔn)確地確定中子注量率或注量分布及其他響應(yīng)參數(shù)，例如反應(yīng)率或dpa,以此分3GB/T43062—2023本文件計(jì)算方法主要用于確定反應(yīng)堆壓力容器材料輻照脆化的中子注量。中子注量值(E>1.0MeV)(代表能量高于1.0MeV的快中子注量)常被選為確定反應(yīng)堆壓力容器材料輻照脆化的受照參數(shù)，本文件的流程適用范圍擴(kuò)大至0.1MeV以上的注量，以及低于0.625eV的熱中子注量。計(jì)算的參數(shù)將采用如下方法確定：——直接使用結(jié)果：設(shè)計(jì)或與測(cè)量結(jié)果比較(分別表示包絡(luò)或最佳估算結(jié)果);——結(jié)合特定的響應(yīng)函數(shù)：能量大于1.0MeV的中子注量率，能量大于0.1Me量小于0.625eV的熱中子注量率，dpa/s,劑量計(jì)反應(yīng)率；注：中子注量上限或下限的數(shù)值取值依據(jù)應(yīng)用情況而定?！P(guān)注位置的參數(shù)：對(duì)應(yīng)空間網(wǎng)格細(xì)度。本文件建議的實(shí)踐中，使用堆芯物理計(jì)算結(jié)果得出整個(gè)堆芯源分布，通過(guò)執(zhí)行多維輸運(yùn)理論計(jì)本文件使用基于輸運(yùn)理論的程序來(lái)確定多群三維注量率分布，并通過(guò)響應(yīng)函數(shù)或截面來(lái)評(píng)估劑量計(jì)材料的反應(yīng)率或dpa特性。輸運(yùn)理論計(jì)算宜使用確定性離散縱標(biāo)法(SN)或統(tǒng)計(jì)性蒙特卡洛輸運(yùn)方法進(jìn)行，分別如4.2.2和4.2.3所述。若已驗(yàn)證為基準(zhǔn)方法的一部分，則可使用其他輸運(yùn)方法。所需的主要輸入類型為以下4種。a)材料組分：宜盡可能真實(shí)反映物理構(gòu)造/組成。需要材料組分和密度(與幾何模型一致),冷卻劑和慢化劑密度(與運(yùn)行條件一致)。b)幾何模型：宜盡可能真實(shí)反映物理構(gòu)形。宜盡可能使用反應(yīng)堆完工尺寸。c)截面數(shù)據(jù)：宜使用適當(dāng)?shù)慕孛鏀?shù)據(jù)。如它們是基準(zhǔn)方法的一部分，則可使用截面數(shù)據(jù)的組合。主要包括以下4種：1)核數(shù)據(jù)庫(kù)評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性(例如美國(guó)ENDF/B、歐洲JEFF、日本JENDL、中國(guó)CENDL和俄羅斯BROND等);3)散射各向異性的階數(shù)(例如P.展開(kāi));4)并群方法。d)堆芯中子源：中子源的確定宜考慮時(shí)間、空間、能量的分布和絕對(duì)源歸一。中子源的空間分布應(yīng)代表在考慮的輻照持續(xù)時(shí)間內(nèi)的積分或平均分布。中子源分布宜是準(zhǔn)確的，特別是在堆芯外區(qū)，以便準(zhǔn)確地確定反應(yīng)堆壓力容器上的注量。此外，應(yīng)確定中子源能譜，并選擇每次裂變產(chǎn)生的平均中子數(shù)(v)。參數(shù)的選取應(yīng)根據(jù)計(jì)算情況而定，當(dāng)與測(cè)量值進(jìn)行比對(duì)時(shí)應(yīng)表征輻照條件，當(dāng)在堆內(nèi)構(gòu)件和/或壓力容器的分析設(shè)計(jì)階段則采用包絡(luò)值。為確保三維效果的精確表達(dá)，宜盡可能使用三維離散縱標(biāo)法進(jìn)行輸運(yùn)計(jì)算。當(dāng)三維計(jì)算不適用時(shí)，可用綜合法來(lái)確定三維注量率或注量分布。注量分布可通過(guò)綜合一維和二維離散縱標(biāo)法的結(jié)果來(lái)確定。通常不僅關(guān)注堆芯中平面的結(jié)果，還包括特定位置的中子注量或注量率。如材料及源分布是強(qiáng)4三維特性的，使用綜合法可能導(dǎo)致不準(zhǔn)確的結(jié)果。除4.2.1中因素a)～d)之外，蒙特卡洛建模還能采用減方差技術(shù)。幾何建模過(guò)程由于其充分靈活性可用于細(xì)致反映物理構(gòu)成，是表征幾何模型的重要特征。由于具有極大靈活性屬性，典型蒙特卡洛輸運(yùn)方法宜充分表達(dá)幾何體的所有重要特征。通常，蒙特卡洛輸運(yùn)方法允許使用多群或連續(xù)能量截面。宜使用連續(xù)能量截面計(jì)算。減方差技巧可用于減少蒙特卡洛輸運(yùn)計(jì)算的方差。如已進(jìn)行初步對(duì)比驗(yàn)證，下列方法可用于遠(yuǎn)離堆芯位置的注量率分析計(jì)算；a)源偏倚抽樣；b)基于俄羅斯輪盤賭的幾何分裂；c)增加重要性；d)接續(xù)面源重啟；e)權(quán)窗?？蓤?zhí)行共軛計(jì)算的情況包括以下內(nèi)容。 作為上游計(jì)算，估算堆芯中子對(duì)特定位置(位于壓力容器或在其內(nèi)部)的空間和能量依賴重要性，以便確定直接模式計(jì)算中的源偏倚抽樣。 或代替正向計(jì)算模式中的多個(gè)輸運(yùn)計(jì)算：由于反應(yīng)堆條件通常取決于燃料循環(huán)，因此需要多次輸運(yùn)計(jì)算來(lái)跟蹤核電廠運(yùn)行期間的注量率。然而，當(dāng)影響輸運(yùn)計(jì)算的運(yùn)行條件(例如下降段和堆芯旁通的冷卻劑密度，堆芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì))保持一致時(shí)，多次輸運(yùn)計(jì)算可用單個(gè)共軛計(jì)算代替。對(duì)于位于壓力容器或其他特定位置的共軛計(jì)算，該伴隨源取值與能量相關(guān)的響應(yīng)截面成比例。通常僅關(guān)注E>1MeV的注量率和/或注量，因此伴隨源E>1.0MeV時(shí)設(shè)為1,在E<1.0MeV情況下設(shè)為0。當(dāng)計(jì)算劑量計(jì)的反應(yīng)率時(shí)，通常將源取為能量相關(guān)的劑量計(jì)截面。關(guān)注點(diǎn)的注量(或反應(yīng)率響應(yīng))可通過(guò)每循環(huán)的中子源與共軛函數(shù)的積分確定。若采用蒙特卡洛輸運(yùn)方法，并且如果程序中沒(méi)有共軛模式，則可能存在直接模式中用于設(shè)定初始源(空間和能量)的選項(xiàng)。4.3中子注量計(jì)算值的驗(yàn)證在對(duì)特定設(shè)施進(jìn)行輸運(yùn)計(jì)算之前，計(jì)算方法應(yīng)通過(guò)以下方式進(jìn)行驗(yàn)證：a)將計(jì)算結(jié)果與基準(zhǔn)計(jì)算和測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較；b)展示得到了準(zhǔn)確的基準(zhǔn)結(jié)果。4.4計(jì)算不確定度的確定與中子注量預(yù)測(cè)方法相關(guān)的不確定度計(jì)算通常包括以下方面：a)核數(shù)據(jù)(例如輸運(yùn)截面、劑量計(jì)反應(yīng)截面和裂變譜);b)幾何形狀(例如內(nèi)部構(gòu)件的位置和與標(biāo)稱尺寸的偏差);c)材料的同位素組成(例如冷卻水、壓力容器內(nèi)部構(gòu)件、堆芯吊籃、熱屏、帶有堆焊層的壓力容器和混凝土屏蔽的密度和組成);d)中子源(例如燃料燃耗相關(guān)的空間和能量分布);和堆腔漏束)。宜在對(duì)特定設(shè)施進(jìn)行輸運(yùn)計(jì)算之前及之后評(píng)估這些不確定度。55反應(yīng)堆壓力容器中子劑量測(cè)定5.1總則準(zhǔn)確的中子劑量提供了合理的保證，即在任何關(guān)鍵位置的反應(yīng)堆壓力容器中子注量的預(yù)測(cè)是準(zhǔn)確和可靠的。為此，針對(duì)每個(gè)劑量計(jì)要確定計(jì)算與測(cè)量的劑量計(jì)響應(yīng)的比率。通過(guò)測(cè)量與計(jì)算的比率(M/C)評(píng)估在計(jì)算過(guò)程中可操作的任何收斂加速方法。5.2反應(yīng)堆壓力容器中子計(jì)量評(píng)價(jià)的一般要求用于反應(yīng)堆壓力容器劑量測(cè)定的中子探測(cè)器的一般要求，以及穩(wěn)定產(chǎn)物中子劑量計(jì)特有的幾個(gè)特殊要求如下。a)活化劑量計(jì)的類型：推薦一組活化和裂變劑量計(jì)，覆蓋約0.08MeV～10.0MeV能譜能量范響應(yīng)的熱中子貢獻(xiàn)，如2U劑量計(jì)中的痕量5U的裂變貢獻(xiàn)。通常用鋁來(lái)稀釋鈷，以降低劑量計(jì)的總活度。b)劑量計(jì)的核特性和材料特性：理化性質(zhì)應(yīng)符合現(xiàn)行的使用條件。如劑量計(jì)宜具有化學(xué)穩(wěn)定性和耐腐蝕性，不被熔化。裂變劑量計(jì)要考慮活化產(chǎn)物半衰期、反應(yīng)截面、γ射線產(chǎn)額和裂變產(chǎn)額。c)劑量計(jì)的物質(zhì)量和同位素組成：劑量計(jì)應(yīng)具有高同位素純度和足夠的質(zhì)量以便充分活化。宜評(píng)估雜質(zhì)的影響。d)劑量計(jì)的幾何和配置：通常劑量計(jì)是薄活化箔的形式。箔的厚度要考慮輻照期間的中子自屏、計(jì)數(shù)期間的光子吸收和裂變產(chǎn)物反沖損失。e)能譜覆蓋范圍：中子劑量計(jì)宜具有足夠的能譜覆蓋范圍。特別是，劑量計(jì)宜能夠在下列能量范圍內(nèi)對(duì)中子注量進(jìn)行單獨(dú)的基準(zhǔn)計(jì)算：E<0.625eV,E>0.1MeV,E>1.0MeV。f)劑量計(jì)替代組合的選擇：推薦的劑量計(jì)組合可見(jiàn)參考文獻(xiàn)[11]和[14]。g)輻照幾何和劑量計(jì)位置：劑量計(jì)宜放置在關(guān)注區(qū)域內(nèi)具有代表性的位置。宜準(zhǔn)確確定并記錄劑量計(jì)的位置。宜盡可能避免劑量計(jì)周圍有可能影響其響應(yīng)的結(jié)構(gòu)和材料。當(dāng)存在這些結(jié)構(gòu)或材料時(shí)，宜評(píng)估它們的效果并將其包括在整體注量確定中。h)劑量計(jì)封裝：中子劑量計(jì)通常放置在某種形式封裝的中子過(guò)濾層內(nèi)或壓力容器內(nèi)輻照監(jiān)督管(統(tǒng)一)中。過(guò)濾層和輻照監(jiān)督管設(shè)計(jì)宜盡量減少對(duì)中子注量和能譜的擾動(dòng)。宜評(píng)估此類擾動(dòng)并將其包括在整體注量確定中。i)受照參數(shù)：宜準(zhǔn)確確定受照時(shí)間、對(duì)應(yīng)的功率史以及劑量計(jì)燃耗的影響。j)劑量計(jì)分析：活性樣品的放射性評(píng)價(jià)通常通過(guò)使用高分辨率伽馬射線能譜儀(如Li漂移型Ge探測(cè)器、高純Ge探測(cè)器)直接計(jì)數(shù)來(lái)完成。當(dāng)存在妨礙直接計(jì)數(shù)的情況時(shí)，可采用放射化學(xué)溶解(如對(duì)于Nb劑量計(jì))。在任何一種情況下，伽馬射線能譜儀的完整描述和采用的計(jì)數(shù)技術(shù)都宜作為劑量報(bào)告的一部分。k)解譜：宜使用合適的解譜程序，由不同的活化箔測(cè)量的反應(yīng)率，計(jì)算獲得更具代表性的中子能譜。5.3穩(wěn)定產(chǎn)物中子劑量計(jì)除放射性活度劑量計(jì)外，穩(wěn)定產(chǎn)物中子劑量計(jì)也用于反應(yīng)堆注量測(cè)定。這些設(shè)備包括固體徑跡探測(cè)器(SSTR)和氦累積注量檢測(cè)儀(HAFM)。這些裝置由于其穩(wěn)定響應(yīng)而提供永久的測(cè)量記錄。相關(guān)規(guī)定可參考文獻(xiàn)[12]和[13]。65.4劑量計(jì)響應(yīng)參數(shù)如第4章所述，宜計(jì)算劑量計(jì)響應(yīng)并與本節(jié)中描述的測(cè)量值進(jìn)行比較。M/C比率可用于驗(yàn)證計(jì)算方法(見(jiàn)第6章)。5.5標(biāo)準(zhǔn)中子場(chǎng)中的不確定度估算和測(cè)量驗(yàn)證為開(kāi)展測(cè)量值與相應(yīng)計(jì)算值對(duì)比分析，應(yīng)仔細(xì)評(píng)估與測(cè)量過(guò)程相關(guān)的不確定度和偏差。不確定度的來(lái)源包括：劑量計(jì)物理參數(shù)、輻射特性(例如反應(yīng)堆功率史和衰變時(shí)間)、核數(shù)據(jù)(如衰變常數(shù)、裂變產(chǎn)額、核截面和光子衰減系數(shù)),以及核計(jì)數(shù)過(guò)程。可能存在附加不確定度來(lái)源，宜根據(jù)具體情況對(duì)其存在進(jìn)行調(diào)查。由于劑量測(cè)定用于計(jì)算方法驗(yàn)證，因此測(cè)量過(guò)程應(yīng)通過(guò)劑量計(jì)測(cè)量來(lái)進(jìn)行，劑量計(jì)應(yīng)與在認(rèn)證注量的標(biāo)準(zhǔn)中子場(chǎng)中使用的劑量計(jì)相同。標(biāo)準(zhǔn)中子場(chǎng)測(cè)量驗(yàn)證過(guò)程可參考文獻(xiàn)[16]。在標(biāo)準(zhǔn)中子場(chǎng)中驗(yàn)證之后，與其他不確定度相比，測(cè)量不確定度和偏差通常是不顯著的。6計(jì)算與測(cè)量的比較6.1總則如果測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量和數(shù)量足以對(duì)計(jì)算偏差進(jìn)行可靠估計(jì)，并且不確定度在可接受的范圍內(nèi)(即代表統(tǒng)計(jì)上顯著的測(cè)量數(shù)據(jù)庫(kù)),則可使用與測(cè)量值的比較來(lái)修改計(jì)算，以通過(guò)應(yīng)用校正、調(diào)整模型或兩者可使用幾種比較方法來(lái)驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果。應(yīng)用該方法時(shí)，通常假設(shè)與建模相關(guān)的不確定度，例如反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)探測(cè)器的空間位置可忽略不計(jì)。反之，則宜考慮這些不確定度對(duì)比較的影響。6.2計(jì)算活度與測(cè)量的傳感器活度的直接比較一種比較方法是直接比較輻照結(jié)束時(shí)計(jì)算的劑量計(jì)特定活度與相應(yīng)的測(cè)量劑量計(jì)活度。該方法使得各輻照時(shí)間段能夠相加以獲得總活度。缺點(diǎn)是在沒(méi)有引入輸運(yùn)理論計(jì)算的情況下，不能直接比較來(lái)自不同輻照時(shí)間段的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。可通過(guò)使用M/C比率的合適加權(quán)平均值來(lái)進(jìn)行計(jì)算和測(cè)量活度的總體比較。各傳感器比較的權(quán)重宜包括與測(cè)量活度相關(guān)的不確定度以及每個(gè)傳感器提供的能譜覆蓋范圍。6.3計(jì)算的反應(yīng)率與測(cè)量的平均滿功率反應(yīng)率的比較第二種比較方法是使用劑量計(jì)組的輻照歷史得出每個(gè)傳感器的平均滿功率反應(yīng)率。在足夠的運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)后，反應(yīng)率與輻照長(zhǎng)度和低于滿功率的運(yùn)行時(shí)間無(wú)關(guān)。該方法優(yōu)點(diǎn)在于允許來(lái)自不同反應(yīng)堆和同一反應(yīng)堆內(nèi)不同輻照循環(huán)的反應(yīng)率測(cè)量結(jié)果之間的直接比對(duì)。此外，測(cè)量的能譜指標(biāo)(來(lái)自不同傳感器反應(yīng)率的比率)比較提供了不同測(cè)量位置的能譜對(duì)比。如6.2所述，可使用反應(yīng)率數(shù)據(jù)的適當(dāng)加權(quán)平均值進(jìn)行總體M/C比率比較。6.4使用最小二乘平差法計(jì)算與測(cè)量的比較另一種比較方法是在測(cè)量和計(jì)算以及各個(gè)傳感器的能譜覆蓋范圍內(nèi)獲得不確定度的合適加權(quán)，即采用最小二乘平差法。最小二乘平差法將測(cè)量數(shù)據(jù)與中子輸運(yùn)計(jì)算相結(jié)合，產(chǎn)生具有不確定度的修正77最佳估算注量的確定如滿足以下兩個(gè)條件，則按第4章計(jì)算中子照射的計(jì)算值，用于計(jì)算注量的最佳估算值，則認(rèn)為在安全分析時(shí)是可接受的：a)計(jì)算已按第6章要求進(jìn)行驗(yàn)證；b)驗(yàn)證基于第5章要求測(cè)量的合格數(shù)據(jù)庫(kù)。8dpa和氣體產(chǎn)生的計(jì)算方法8.1總則裂變過(guò)程產(chǎn)生的中子具有較寬的能量分布。這些中子在輸運(yùn)過(guò)程中與原子相互作用直接或間接引起原子離位，產(chǎn)生離位級(jí)聯(lián)，以及低原子密度(高空位富集)和高原子密度(間隙原子)區(qū)域，導(dǎo)致微觀結(jié)8.2原子離位次數(shù)(dpa)雖然每個(gè)原子從其正常晶格位置的離位概念不是物理量并且無(wú)法測(cè)量(dpa與材料特性的特定變化之間沒(méi)有簡(jiǎn)單的對(duì)應(yīng)關(guān)系),但dpa可能是用戶評(píng)估輻照脆化的參數(shù)之一(見(jiàn)4.1.1)。因此，合適的損傷受照參數(shù)是原子在照射期間已經(jīng)移位的平均次數(shù)。這可表示為每個(gè)原子材料的取代原子總數(shù)。與特定輻射相關(guān)的dpa數(shù)量取決于中子在材料中的初級(jí)離位原子(PKA)能譜，即取決于材料本身和中子能譜。對(duì)于dpa的估算方法主要包含以下3種類型：Kinchin-Pease方法(早期方法)、NRT(NorgettRob-insonandTorrens)方法(常用方法),以及ARC(AthermalRecombinedCorrected)方法(先進(jìn)方法)。這些方法通過(guò)等效模型對(duì)材料中的弗蘭克爾缺陷對(duì)(Frenkelpairs)進(jìn)行估算。這些指標(biāo)的缺陷是只能用于解決、具有標(biāo)稱因子、處理級(jí)聯(lián)效率的晶體材料。計(jì)算適用于級(jí)聯(lián)生產(chǎn)早期的離位原子數(shù)，而不是輻照損傷的離位原子數(shù)。計(jì)算dpa可用于進(jìn)一步采用分子動(dòng)力學(xué)和團(tuán)簇動(dòng)力學(xué)研究材料性能的改變。在某些情況下，由于測(cè)量量的性能變化(例如腫脹或輻射誘導(dǎo)的元素偏析),擴(kuò)散速率理論可用于校準(zhǔn)凈損傷。應(yīng)明確用于dpa計(jì)算的度量和相關(guān)參數(shù)(例如位移能量)。由特定的處理程序，根據(jù)中子能譜歸并出損傷截面數(shù)據(jù)，其中電子篩選由分區(qū)函數(shù)描述(Lindhard,如在NJOY/HEATR處理程序中)。用戶應(yīng)指出哪個(gè)處理程序(或分區(qū)功能)和哪個(gè)核數(shù)據(jù)庫(kù)用于計(jì)算此類同位素的損傷截面。使用壓縮的dpa截面來(lái)考慮自屏修正和dpa響應(yīng)函數(shù)，可能存在局限、偏差和相關(guān)不確定度。應(yīng)對(duì)dpa的計(jì)算方法不斷進(jìn)行評(píng)估和優(yōu)化。晶格缺陷主要來(lái)源于快(高能)中子與材料相互作用產(chǎn)生的具有高反沖能量的原子，這被稱為直接輻照損傷。然而，例如由(n,2n)、(n,γ)、(n,p)和(n,α)等反應(yīng)的反沖引起的間接輻照損傷也是離位原子總數(shù)的重要組成部分。在這些反應(yīng)中，由于發(fā)射的α粒子的質(zhì)量和能量，(n,a)可能是產(chǎn)生高能反沖的最重要因素。核反應(yīng)堆常用工程合金[例如鋼和含有鐵(Fe)、鉻(Cr)和鎳(Ni)的鎳合金]容易受到反沖反應(yīng)損傷。當(dāng)中子能量值較高時(shí)(E>5MeV),合金(如鎳合金)可在非常寬的中子能量范圍區(qū)間內(nèi)發(fā)生反沖反應(yīng)。Ni具有特殊情況，其同位素嬗變兩階段過(guò)程中的熱中子是輻照損傷產(chǎn)生的最主要來(lái)源。作為豐8在非常寬的中子能量范圍內(nèi)(特別在熱中子能量下)具有非常高的(n,γ)、(n,p)和(n,a)反應(yīng)截面。除了更多地產(chǎn)生離位原子外，由熱中子(n,a)反應(yīng)產(chǎn)生的氮是材料降級(jí)的重要因素。當(dāng)一個(gè)部件受到高的熱中子注量并且合金中含有大量鎳時(shí)，需要考慮這些反應(yīng)。為此，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了標(biāo)準(zhǔn)化的程序，允許用戶計(jì)算由于中子直接原子離位次數(shù)和此處所述類型的各種反應(yīng)導(dǎo)致的dpa。在顯著的熱中子注量下高鎳材料會(huì)經(jīng)歷大量的原子離位，從而導(dǎo)致初始應(yīng)力松弛。可通過(guò)減少內(nèi)部應(yīng)力(如在焊縫中)來(lái)減少螺栓和拉桿等部件的應(yīng)力松弛，減輕輻照促進(jìn)應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。由于堆芯區(qū)同位素造成腫脹和脆化，這可能對(duì)反應(yīng)堆堆芯部件的長(zhǎng)期運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重后果。氨核素的產(chǎn)生主要取決于部件位置的熱中子注量。為恰當(dāng)評(píng)價(jià)反應(yīng)堆壓力容器材料損傷特性，宜考慮計(jì)算氨核素的產(chǎn)量。同時(shí)，也可考慮其他(n,a)反應(yīng)，例如控制棒硼的(n,a)產(chǎn)生。并且還可考慮由氣體產(chǎn)生反應(yīng)引起的其他效應(yīng)，例如在高溫下由氦引起的鋼輻照腫脹。[1]ANSI/ANS19.10MethodsforDeterminingNeutronFluenceVesselandReactorInternals[2]ASTME170-16aStandardTerminologyRelatingtoRadiationMeasurementsandDosime-try[3]ASTME181-10StandardGeneralMethodsforDetectorCalibrationandAnalysisofRadi-onuclides[4]ASTME261-16StandardPracticeforDeterminingNeutronFluence,FluenceRateandSpectrabyRadioactivationTechniques[5]ASTME263-13StandardTestMethodforMeasuringFast-NeutronReactionRatesbyRa-dioactivationofIron[6]ASTME264-08(Reapproved2013)StandardTestMethodforMeasuringFast-NeutronReactionRatesbyRadioactivationofNickel[7]ASTME523-16StandardTestMethodforMeasuringFast-NeutronReaction