一种基于本征正交分解的并群方法

传统两步法的少群近似是导致功率分布误差的重要来源。离散广义并群理论是一种新的并群方法,可以通过离散正交基函数在少群结构中恢复精细能谱,一方面降低并群误差,另一方面可以提高中子学计算在能量上的分辨率,同时保持少群输运计算的效率优势。本文采用本征正交分解方法,对一系列UO 2和MOX燃料栅元的典型44群能谱所构成的样本空间进行正交展开,获得代表能谱特征的正交基函数。基于并群理论,对一维UO 2和MOX栅元混合组件问题进行了4群的输运计算,并重构出特定位置的44群能谱。同时,对截断阶数对不同少群结构重构精度的影响进行了分析。在4群的少群结构下,选取干涉效应最明显的组件结合处的UO 2和MOX栅元进行44群输运计算获得的能谱作为样本快照进行本征正交分解生成的正交基函数,在7阶便可以保证特征值偏差小于37 pcm,而传统并群方法的偏差为1359 pcm;恢复干涉效应的栅元能谱相对偏差小于0.5%,而传统并群方法使用的能谱与真实能谱差别在14%以上。基于本征正交分解的并群方法在改善两步法能群归并误差中有着很大的应用前景。

广谱系组件计算程序开发

为解决先进组件设计中存在的多样几何设计问题和使用慢化材料引入的复杂能谱问题,以进一步提升组件程序设计能力,本文基于非结构网格,设计了基于2164群结构的子群共振计算与特征线输运计算的组合策略,并完成了程序开发。程序应用了高效多核素共振干涉方法、散射源移位算法和千群级别的图形处理器(GPU)特征线并行方案以保证计算效率。对不同能谱、不同几何特征的先进组件设计的验证结果表明:与蒙特卡洛基准解相比,对于快谱组件问题,特征值偏差均低于72pcm(1pcm=10-5);对于含慢化材料的快谱组件问题,特征值偏差均低于132pcm。因此,本文设计的计算方案能够处理具有复杂几何和复杂能谱的组件问题。