基于分子干涉函数的光子-原子相干散射截面计算方法研究

X射线衍射在物质结构分析和材料无损检测领域有着广泛的应用,其基本物理原理为光子与物质发生的相干散射。传统的相干散射截面计算方法基于独立原子形状因子近似方法,忽略了光子动量转移较小时与原子发生相互作用时的分子干涉效应,影响相干散射截面的计算精度。因此,为了获得光子动量转移较小时精确的相干散射截面,本文在核数据处理程序NECP-Atlas中对基于分子干涉函数的光子-原子相干散射截面计算方法进行研究,利用分子动力学模拟方法计算分子干涉函数,对蒙特卡罗程序使用的ACE格式数据库中的原子形状因子进行修正,并给出了模拟得到的水分子和乙醇分子的分子干涉函数,对基于独立原子形状因子近似方法和考虑分子干涉效应计算得到的水和乙醇的散射成像结果进行了对比分析。数值结果显示:基于分子动力学模拟得到的分子干涉函数计算得到的水的散射成像结果与文献结果吻合较好;同时,当光子动量转移较小时,分子干涉效应对相干散射的次级光子角度分布有着显著影响。本文建立的光子-原子相干散射截面计算方法可显著提高光子动量转移较小时的相干散射次级光子角度分布计算精度,可为X射线衍射模拟提供数据基础。

核数据处理程序NECP-Atlas的开发与验证

本文开发了自主化的核数据处理程序NECP-Atlas,该程序将不同的核数据处理功能封装为不同的程序模块,可将评价核数据经过共振重构及线性化、多普勒展宽计算、不可分辨共振区处理、热中子散射计算、多群截面计算等过程,处理为WIMS-D/E格式多群数据库。采用WLUP(WIMSD library update project)基准题、国际临界安全基准题ICSBEP(international criticality safety benchmark evaluation project)等对NECP-Atlas加工产生的核数据进行验证,结果显示NECP-Atlas和NJOY-2016程序精度相当。

基于广义等价理论的高保真共振计算方法

采用伪核素方法,建立了能够精确快速处理干涉效应的计算方法,在分析广义等价理论特点的基础上,提出了高保真的共振计算方法。该方法首先根据实际问题的几何,建立238 U的非均匀共振积分表,基于此核素采用广义等价理论处理栅元间的互屏效应,获得不同位置燃料棒的背景截面,然后根据背景截面在非均匀截面表中插值建立不同燃料棒的等效栅元,在此栅元的基础上根据实际问题中燃料棒内的温度分布和核素分布进行超细群计算,从而获得燃料棒内不同位置共振核素高保真的有效共振截面。

核数据处理软件NECP-Atlas中的光子相关数据计算方法研究

NECP-Atlas是西安交通大学自主研制的核数据处理软件,具有丰富的功能,可将评价核数据制作为后续核设计所需的应用核数据库,本文在NECP-Atlas中建立了光子相关数据的计算方法,可计算产生中子核反应释放的瞬发光子产生截面、光子与原子的反应截面,裂变产物衰变释放的缓发光子多群产生矩阵,以及光子辐照损伤截面等数据。数值结果显示,如果不考虑缓发光子,钠冷快堆中控制组件、反射层组件的光子功率与参考解的最大偏差可达32.58%、20.41%,采用NECP-Atlas计算的多群缓发光子产生矩阵后两类组件偏差降为0.93%以下。采用文献结果对Fe的光子辐照损伤截面进行了验证,计算结果与参考解吻合良好。

聚变裂变混合堆中子学分析软件开发

聚变中子源驱动次临界系统具有系统结构复杂、中子能谱跨度大等特点。借鉴传统反应堆2步法的基本思想,开发适用于次临界系统设计计算的中子学分析软件——NAPTH。NAPTH的组件计算由DRAGON4程序完成,堆芯计算使用MCNP程序的多群功能完成。验证结果表明,NAPTH对IAEA ADS基准题的计算结果和其他国家的计算结果符合很好;对于压力管式聚变裂变混合堆,程序具有较高的计算精度和计算效率,适合压力管式混合堆的设计计算。

小波尺度函数展开连续能量共振计算加速方法研究

小波尺度函数展开连续能量共振计算方法可以处理复杂的共振计算问题。该方法利用Daubechies小波尺度函数对共振能量段中子注量率的能量变量进行离散,将中子注量率的求解转化为求解一系列的展开系数的方程组;由于要求解大量的展开系数,该方法的计算效率很低。本研究采用离散方向概率方法求解展开系数。离散方向概率方法结合了特征线方法和流耦合方法的优点,具有较高的计算精度和效率。通过对压水堆栅元问题的数值检验,证明该方法能大大提高计算效率。

基于第一性原理的氢化锆热散射律计算分析

声子态密度是计算热散射律数据的基本参数。氢化锆(ZrH_(x))中含氢量的变化会导致晶体结构的变化,进而影响其声子态密度。国际上一般通过拟合实验数据获得ZrH _(x)中氢的参数化的声子态密度,不能体现氢化锆真实的晶体结构。本文基于δ-ZrH _(1.5)和ε-ZrH _(2),采用第一性原理计算了ZrH _(x)中氢的声子态密度,研究分析不同方法获得的声子态密度对热散射截面的影响,以及对含氢化锆的TRIGA反应堆的反应性的影响。数值结果表明,与ENDF/B-Ⅷ.0和JEFF-3.3评价核数据库中的声子态密度模型相比,用第一性原理计算得到的声子态密度模型能产生更精确的热散射截面,且显著提高TRIGA反应堆反应性计算的精度。

基于经典微扰理论的特征值灵敏度和不确定度分析

核数据不确定度作为组件/栅元计算不确定度的重要来源,备受重视和研究。本文采用经典微扰理论,推导输运计算中keff对于核数据的灵敏度系数和不确定度的计算方法。基于ENDF/B-Ⅶ.1制作多群协方差数据库,并根据所采用的组件输运求解程序的截面模型对分反应道协方差矩阵进行归并。开发灵敏度和不确定度分析程序COLEUS,对传统压水堆燃料栅元进行计算分析。数值结果表明,栅元计算的keff对235 U每次裂变中子产额的扰动最为敏感,238 U俘获截面对keff不确定度的贡献最大。目前的核数据的不确定度会给keff带来0.4%~0.5%的不确定度。

核反应堆物理确定论计算程序系统NECP软件包的研发与应用

NECP软件包是西安交通大学反应堆物理团队开发的确定论核反应堆物理计算程序系统,软件包包括自主化的NECP-Atlas、Bamboo、X和SARAX程序。NECP软件包经过了大量的验证与确认。数值结果表明,NECP软件包精度高,可满足不同反应堆物理计算需求,具有高度的通用性并实现了对压水堆的高保真建模和计算。目前程序已应用于我国大型压水堆项目、示范快堆项目等重点工程。应用结果表明,NECP软件包已达到甚至优于国际先进核设计程序水平,对我国核电软件自主化和核设计能力提升具有重要的意义。

裂变产额的Z_(p)模型评价方法及燃耗不确定度分析

裂变产额在核科学技术和核工程中有着重要的应用,发展可靠、高效的产额评价方法和相应燃耗计算不确定度分析方法,对于建立高质量的产额数据库具有重要的意义。本文根据裂变产物核衰变模式和衰变分支比,建立独立产额与累积产额的转换矩阵,用于Z_(p)模型的扩展,使之适用于独立产额和累积产额的统一描述,并以此建立了用于产额统一评价的拟合程序ZpFit。把ZpFit程序应用于中子诱发^(235)U裂变产物产额评价,获得了自洽的独立产额、累积产额和相应的协方差数据,并建立ENDF格式的中子诱发^(235)U裂变的产额数据库。在此基础上,计算了UAM燃耗基准题的TMI-1栅元的k_(inf)、重要核素原子核密度的不确定度,比对了本工作评价的产额数据和ENDF/B-Ⅷ.0评价库中产额数据传递给响应量的相对不确定度,结果基本一致,差异不大。

聚变驱动的次临界系统嬗变MA的研究

一种嬗变次锕系核素(MA)的聚变驱动次临界包层的概念设计被提出。利用MCNP+ORIGEN2对次临界嬗变包层的能量放大倍数(M)、氚增殖比(TBR)、第一壁负载等中子学参数进行了分析。在保证这些参数满足设计要求的前提下,分析了两种不同的装载方案对MA嬗变能力的影响,最终MA的嬗变率能达24.3%,嬗变支持比为28。研究表明,该聚变驱动次临界嬗变包层能有效嬗变MA。

基于抽样方法的特征值不确定度分析

核数据是反应堆物理计算的基础数据,研究其不确定度对反应堆物理计算引入的不确定度,对提高反应堆的安全性和经济性具有重要意义。本文基于抽样理论研究了反应堆物理计算不确定度分析的方法,研发了不确定度分析程序UNICORN。基于ENDF/B-Ⅶ.1评价数据库,使用NJOY程序开发了多群协方差数据库。采用UNICORN程序和多群协方差数据库对三哩岛燃料棒和基准题RB31的k∞进行了不确定度分析,得到核数据库中各分反应道截面的不确定度对k∞造成的不确定度。结果表明:238 U(n,γ)截面对三哩岛燃料棒k∞造成的不确定度最大,相对不确定度达0.4%左右;协方差数据库的不同来源会对不确定度分析结果造成一定影响。

全陶瓷微密封燃料有效多群截面计算方法研究

全陶瓷微密封(FCM)燃料是一种弥散颗粒燃料。由于弥散颗粒燃料存在双重非均匀性,传统的确定论方法及蒙特卡罗方法皆难以处理这种双重非均匀效应以获得有效多群截面。本文基于超细群方法建立FCM燃料的有效多群截面计算方法。为描述燃料棒内TRISO颗粒的非均匀性,在共振能量段,通过采用超细群方法求解包含TRISO颗粒的一维球模型得到超细群缺陷因子,通过超细群缺陷因子修正所有核素的超细群截面即可将颗粒和基质均匀化。由于TRISO颗粒在热能区也存在较强的自屏效应,在热能区,利用穿透概率及碰撞概率等价得到多群缺陷因子,通过多群缺陷因子修正所有核素的多群截面将燃料和基质均匀化。均匀化后的FCM燃料组件即可视为普通压水堆燃料组件进行共振计算。利用丹可夫修正因子等价得到FCM燃料组件各燃料棒的等效一维棒模型,对一维棒模型求解超细群慢化方程从而得到共振能量段的有效自屏截面。数值结果表明,该方法能有效处理FCM燃料的双重非均匀性,得到精确的有效自屏截面。

针对裂变产额和半衰期的燃耗计算灵敏度和不确定度分析方法

基于广义微扰理论推导了裂变产额和半衰期的燃耗灵敏度系数理论模型,该模型考虑了原子核密度和中子通量的相互影响,并开发了燃耗计算中有效增殖因数和原子核密度等响应参数对核数据的灵敏度和不确定度分析程序。基于评价核数据中裂变产物独立产额的标准差数据,产生了针对压缩燃耗数据库的裂变产额协方差矩阵,以提高不确定度的计算精度。基于ENDF/B-Ⅶ.1数据库量化了UAM基准题TMI-1栅元无限增殖因数及重要裂变产物和重核的原子核密度由裂变产额和半衰期引入的不确定度。数值结果表明,对于栅元无限增殖因数,裂变产额和半衰期引入的不确定度很小;对于部分裂变产物的原子核密度,裂变产额和半衰期会引入较大的不确定度。

NECP-Atlas中热中子散射律数据生成模块的开发与验证

基于热中子散射理论,在核数据处理程序NECP-Atlas中开发了热中子散射律数据生成模块。在相干弹性散射中,去除了传统方法中的晶体立方近似和原子位置近似,采用各向异性位移参数(ADPs)方法得到考虑了不同原子位置和作用力方向影响的相干弹性散射律数据,使得相干弹性散射模型适用于任意结构晶体。运用有效宽度模型或自由气体模型考虑液体靶中的扩散效应,运用离散谐振子模型考虑多原子分子靶的分子内部振动,以及舍尔德近似考虑分子间的相干效应。通过对D 2O中D非弹性、LiH中H非相干弹性、金属Be相干弹性散射律数据的计算,证明了程序和方法的正确性。采用ADPs方法计算的金属Be相干弹性散射律数据与传统方法相比,精度最大提高约10%。ICSBEP基准题计算结果表明,采用ADPs方法获得的金属Be热散射截面,会使计算的有效增殖因数更接近实验基准值平均约60 pcm。

NECP-Atlas中屏蔽数据库制作方法

为获得更高精度的屏蔽数据库,提高屏蔽计算中关键参数的计算精度,本文利用核数据处理程序NECP-Atlas中屏蔽数据库制作功能模块shield_calc。基于响应贡献理论对屏蔽数据库能群结构进行优化,重点针对屏蔽计算中的热中子注量率以及光子注量率进行改善,并利用SINBAD屏蔽基准题对优化后的能群结构进行验证。数值结果表明:利用优化后的能群结构计算得到的热中子注量率和光子注量率较BUGLE屏蔽数据库原始能群结构计算结果有明显改善,热中子注量率相对偏差由100%下降至30%左右,光子注量率相对偏差由50%下降至10%左右,提高了辐射屏蔽计算中热中子以及光子计算结果的准确性。

NECP-Atlas程序中多群光子核数据处理模块的开发与验证

在核数据处理程序NECP-Atlas的基础上开发了多群光子核数据处理模块,根据用户给定的能群结构及权重谱,基于反应率守恒分别对多群光子产生截面和多群光原子反应截面进行计算处理,并利用辐射屏蔽基准题库SINBAD中的基准题对多群光子数据库进行了验证。计算结果表明,用NECP-Atlas程序与NJOY2016程序制作得到的多群光子数据库具有相近的计算精度。

MATXS格式多群核截面数据加工平台研制与CMGC1.0数据库验证

中广核工程有限公司与西安交通大学在NECP-Atlas程序的基础上联合开发了MATXS格式多群截面加工平台(CXROS),用于处理ENDF-6格式的评价核截面数据。研制过程通过需求分析、理论算法说明、程序设计和编码、测试与验证等流程的控制保证了研制过程的高可靠性。基于新研制的多群核截面数据加工平台,采用ENDF/B-Ⅶ.1评价核截面数据库,开发了适用于压水堆核电厂和干法贮存容器临界计算的361群中子的MATXS格式多群截面数据库CMGC1.0,并使用DRAGON4程序以及WLUP临界基准题对其进行基准验证。验证结果表明,CMGC1.0数据库的临界基准平均偏差为0.93%,最大偏差为3.68%,可满足压水堆乏燃料组件干法贮存容器临界设计的工程应用需求。本工作可以为核截面加工平台和截面数据库的加工与验证提供借鉴。

行政诉讼的应诉对策

《中华人民共和国行政诉讼法》已于一九八九年四月四日出台,将于今年十月一日起施行。行政诉讼是公民、法人或其他组织不服行政机关作出的具体行政行为,向人民法院提起诉讼,要求得到司法救济的一种"民告官"的官司.行政机关应诉的目的是:通过司法介入的监督形式,充分运用法定诉权,完成司法确认具体行政行为的合法性、准确性.行政机关的胜诉率与其依法施政的程度成正比,行政机关的应诉对策得当与否对其能否胜诉有直接的影响.

WTO争端解决机制评述

WTO争端解决机制是WTO规则的重要组成部分。它与GATT争端解决相比，具有明显的优势和长处，在有效解决经贸投资领域争端方面前进了一大步。本文围绕WTO争端解决机制的形成和发展、WTO争端解决的主要特点等进行分析和阐述，并在此基础上对中国“入世”与争端解决机制作出相应的对策及措施。