Abstract
摘 要 本研究針對第四代反應器中的熔鹽式反應器進行屏蔽問題評估計算。現今已商業運轉之輕水式反應器除大修更換燃料以外，在正常運轉情況下輕水式反應器燃料皆會留在爐心內。而熔鹽式反應器使用液態熔鹽燃料，於正常運轉時爐心燃料會透過一次側循環幫浦加壓流出爐心經上部側向導管到熱交換器後再經下部導管回到爐心。故對於離開爐心之燃料是否會對外界輻射劑量造成嚴重影響為本研究之最主要目的。本研究採用俄國熔鹽式反應器做為模擬對象。 本研究分為三階段：(1) 計算輻射源項；(2) 以蒙特卡羅法對於流出爐心之燃料造成外界劑量做計算；(3) 以伴隨函數產生權重視窗加速之蒙特卡羅方法對於流出爐心之燃料造成額外劑量貢獻做計算。與傳統蒙特卡羅方法相比，以伴隨函數產生權重視窗加速之蒙特卡羅方法可在較短的時間內，得到更準確的計算結果。 本研究計算結果發現，當熔鹽式反應器以2400MWt運轉時，反應器150公分厚水泥屏蔽體上方區域劑量過高，應為人員管制區。工作人員平時工作區域之屏蔽厚度需比150公分厚。而平常運轉時，爐心射源強度比一次側管路內燃料之衰變強度大了五個數量級。離開爐心的液體燃料對於反應器150公分厚水泥屏蔽體上方之額外劑量貢獻僅約2%。 但對於熔鹽式反應器停機後，假設留在反應器冷卻管路及反應器爐壁之燃料約1%，留在一次側管路(含四組熱交換器及四組側向導管)中之燃料約5%，此時劑量貢獻主要來源為一次側管路內之燃料。爐心壁及冷卻管路內附著之燃料對於劑量貢獻僅約一次側管路之數千分之一。 停機時位於150公分厚水泥屏蔽體上方區域之有效劑量約為36.79mSv/year。此劑量值對於法規限制(最大年劑量率50mSv/year)是合乎標準的，但高於法規規定之年有效劑量20mSv/year，一次側管路為主要劑量貢獻來源。除了一次側管路之屏蔽體可能須再加強外，若未來真有計畫將熔鹽式反應器實際商轉。則在大修停機期間，除了需注意爐心對於工作人員之劑量貢獻外，側向導管、熱交換器、以及本研究中未模擬之爐心熔鹽循環幫浦對人員之劑量貢獻才是更重要的問題。