一种测量快堆α.的方法研究
高辉，刘晓波，蒋勇，范晓强
（中国工程物理研究院核物理与化学研究所，四川熔阳621900）
摘要：在超瞬发临界状态下，直接测量球冲前沿的功率上升，得到膜发中子增殖常数（a）.在超缓发临 界，刻度调节棒的反应性当量，累加调节棒的反应性当量得出爆发脉冲的预加反应性，由避瞬发临界实验数据外推得到了CFBR-II维缓发临界瞬发中子衰减数（a）和反应性定向差，测量得到的a，与Rossira方法测量得到的结果一致，
关键词：脉冲堆：超瞬发临界：缓发临界瞬发中子衰减常数：定向差
中国分类号：TL375 文章标志码：A
文章编号：0258-0918（2012)01-0016-03
Amethodofmeasuringa.on fastneutronreactor
GAO Hui LIU Xiao-bo JIANG Yong.FAN Xiao-qiang
Engineering Physies Misnysng of Sichuan Prov 621900. China) (Institute of Nuclear Physics and Chemistry Chine Academy of
Abstract: The power rise of burst leading edge is measured at super prompt criticalityand prompt neutron breeding constant (e) is gained through fitting the curve of power. We calibrate the reactivity of rod at super delay criticality and deduce the pre-losdreactivity from the reactivity of rod.The prompt neutron decay constant at delaycriticality （a ）and directional difference on CFBR-1Il are got from deduction ofexperimental data at super prompt criticality. The measured a accords with the result ofRosi-a.
Key words; burst reactor; super-prompt criticality; prompt neutron decay constant atdelay criticality;directional difference
直接在缓发临界状态测量，有的是在次临界测 量，通过次临界的结果外推得到a，而本文尝试在CFBR-ⅡI堆超瞬发临界状态下外推到缓发临界点，得到&.实验中反应性由小到大
系统的重要特征参数，综合反映堆内瞬发中子 缓发临界瞬发中子衰减常数a是表征核的动力学行为.a的测量常用的方法有Rossia方法和脉冲中子源法]等，这些方法有的
逐步提高，测量得到瞬发中子增殖常数.与反应性A：由于环境反射中子等原因的影响预
应性的关系曲线，通过外推得到缓发临界状加反应性和实际的反应性存在一个定向差，那态的a，其结果与Rossra方法得到的结果一么式（4）就变为：致.同时还得到了另外一个重要的参数一反应性定向差4o，定向差是预加反应性与实 际的反应性存在的差别，这主要是由于环境反射中子在不同运行工况下参与的份额不同造成的.
(5)
通过实验测量a和px便可到缓发临界毅发中子衰减常数a.和定向差△p.
2实验测量与结果
用效率高、耐辐照和快响应的塑料闪炼体 根据脉冲堆爆发脉冲信号的特性，我们采（ST401）配以光电倍增管（XP2242B）组成的探测器来测量脉冲初期的功率，在脉冲前沿阶段，堆功率按照指数规律上升，其增殖常数为 a.如图1所示，脉冲前沿功率上升的图像，采用e指数函数拟合实验数据便得到增殖常数a.为了减小测量不确定度，采用了3个探测器的平均结果，不同探测器之间测量差异小于1%，
1原理
根据点堆模型瞬发中子增殖常数定义为：
(1)
式中：k为有效增殖因子.ar为缓发中子有效份额，为瞬发中子寿命.核系统处于缓发临界时k=1.而此时的α即为缓发临界瞬发中子衰减常数a..
这里.就是瞬发中子增殖常数，也就是说在超瞬发临界状态堆功率以a为增殖常数的e指数在超瞬发临界状态功率的增长周期远小于缓发中子半衰期，同时脉冲初期热效应不明显， 因此忽略缓发中子和热效应的影响.求解点堆模型动态学方程得到在超瞬发临界状态下堆功率随时间的变化，规律上升：
(2)
通过测量前沿堆功率的变化便可得到a.测量时受功率涨落和热两个方面的影响，堆功率较低时涨落较大，而堆功率较高时，由于热效应a逐渐减小.因此a的测量需选取合适的功率段，在脉冲前沿功率大约几kW到 几MW时，由统计涨落和热效应引起的不确定度均小于1%，是比较适合的测量功率范围.
图1拟合Fig. 1 e fitting
预加反应性是通过各调节棒的当量得到的，每一次爆发脉冲前根据调节棒的反应性当量累计得出预加的总反应性.为了安全起见调 节棒每次都要经过实际测量，反应性刻度是通过测量在超缓发临界堆功率上升的渐进周期T..然后把渐进周期个.带人倒时数公式得到反应性当量.计算反应性当量的倒时数公式为公式（6），其反应性的单位为S：
当堆系统处于缓发临界状态时式（1）变为：
(3)
那么，在近缓发临界范围内以缓发临界状态为参考系统，由（1）和（3）式可变换得到：
(4)
αa(p-1)这里a.取绝对值，p是以S（1S=18）为单位的堆系统反应性p一1就是超瞬发临界反
(6)
逐步刻度预先设定的几根调节棒，累加调瞬发中子衰减常数a，通过超瞬发临界实验数据的外推得到缓发临界瞬发中子衰减常数和定润差.a的结果与Rossi-a方法得到的结果（0.50μs-1）11一致，这说明通过超瞬发临界数 据外推得到a这一新的方法是可行的，定向差与环境反射中子有很大关系，本次实验是在较大的堆厅（约1500m）内进行的，而相同的活性区系统在小堆厅（约200m）的结果是 2.2C，定向差在堆厅变大的情况下变小，这是环境反射中子效应减弱造成的.
节棒当量便得到爆发脉冲的预加反应性，而它与实际的反应性存在一个定向差.
中子增殖常数后，根据公式（5）以a和p为变 得到了一系列的预加反应性和对应的额发量进行线性拟合，得到了缓发临界瞬发中子衰减常数和定向差.图2就是数据拟合的图像，拟合得到a.=（-0.49±0.01）μs；= (1.73±0.10)C (1 =0.01β).
参考文献：
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图2a.外推报合Fig. 2a exterpolation fitting
3结论
通过在超瞬发临界状态下直接测量脉冲前沿的功率，对功率上升的曲线进行分析面得到
