关于Feynman-alpha方法在反射裂变装置中的应用
摘要：费曼-阿尔法方法是一种用于估计裂变组件的快中子周期的中子噪声技术。该方法和数量在核临界安全、核材料保障与防扩散、核武库管理等各个领域都具有广泛的应用价值；快中子周期还可以用来推断$k_{\text{eff}}$乘法因子。费曼-阿尔法方法基于时间相关的中子探测数据，其偏离了泊松随机变量的性质，原因是中子的增殖作用。传统上，这种测量方法是通过单区域点动力学诊断的，但是当裂变组件有反射时，就需要使用双区域模型。本文推导了基于罗斯-阿尔法方程的双区域点动力学费曼-阿尔法方程，并开发了新的测量不确定性的传播方法，并验证了该理论的可靠性。通过使用有机闪烁体仪器测量了由不同数量的铜反射的兵器级钚的费曼-阿尔法值，使得$k_{\text{eff}}$在0.83-0.94之间，快中子周期在5-75 ns之间。结果表明，费曼-阿尔法测量应使用双区域模型，而不是简化的单区域模型。简化的单区域模型在估计快中子周期时与经过验证的双区域模型相差多达10\%，而在小量反射体的情况下，双区域模型就简化为单区域模型。将费曼-阿尔法方法得到的快中子周期估计与罗斯-阿尔法法进行比较，结果表明费曼-阿尔法方法在$k_{\text{eff}}<0.92$时更准确，而罗斯-阿尔法法在更大的乘法因子时通常更准确。
作者：Michael Y. Hua, Jesson D. Hutchinson, George E. McKenzie, Shaun D. Clarke, Sara A. Pozzi
论文ID：2010.11768
分类：Data Analysis, Statistics and Probability
分类简称：physics.data-an
提交时间：2020-11-03