本文基于激光诱导荧光法和FLUENT数值模拟对下降段硼浓度扩散及分布进行了研究和理论分析。通过预测实验参数范围分析了浓度扩散方程及佩克莱数,可知流动特性引起的硼浓度的宏观扩散占主导地位,分子扩散忽略不计,因而可选取激光染色剂罗丹明B溶液模拟硼溶液的扩散过程。设计加工了可视化压力容器实验本体,设计搭建用于浓度场测量的流动回路及光系统,完成整个系统的调试。注射流体中混有罗丹明B,模拟硼注入压力容器环形下降段的扩散过程。通过LIF实验完成均匀混合染色剂浓度为0.009375mg/L、0.0125 mg/L、0.015625mg/L、0.01875 mg/L的标定实验,采用比值标定法及点对点标定法对获得的荧光图像进行处理,实现浓度场的实时监控,比较这两标定方法的可视化效果及误差范围,可知点对点标定法可更好的消除激光光路损失、相界面折射反射等造成的误差。采用LIF技术完成水平观测截面高度为注射口上方5cm、注射口位置、注射口下方5cm注射流量为0.5498m~3/h,0.7883m~3/h及1.1056 m~3/h工况的硼浓度扩散及分布特性实验。混有染色剂的流体注入下降段,大部分注射流会继续沿水平方向流动,浓度沿周向扩散。相同观测截面,注射流量越大,浓度分布区间越大,浓度混合程度越好;相同流速下,相比于不同水平截面,注射口上方浓度混合程度较差,注射口位置混合程度次之,注射口下方浓度混合程度较好,其原因为质量力在不同截面处对流动特性的影响不同,导致竖直方向的扩散效果不同。以压力容器实验本体为模型建立物理模型,将实验中采用的流量工况作为边界条件,采用组分输运模型,对容器内硼溶液的混合行为以及分布特性进行仿真模拟,获取不同时刻下降段硼溶液的浓度分布情况。数值模拟结果表明,硼浓度的扩散过程及分布特性与实验结果符合较好,浓度分布趋势相近,浓度分布区间相差不大,取样点定量分析还发现数值模拟和实验结果相对浓度分布相差不大。因而建立的数学模拟模型与实验结果符合较好,可在很大程度上反映下降段硼浓度的分布特性。综合上述分析表明,激光诱导荧光技术能够较好的适用于压力容器下降段硼浓度的全场测量,基于该方法能够对硼浓度混合扩散特性进行定性分析及定量评价,与数值模拟结果符合较好,能够为数值计算提供全场的数据验证。