压水堆燃耗数据库的制作与验证

基于评价数据库ENDF/B-Ⅷ.0和EAF-2010研制了一套适用于CINDER90程序的压水堆用燃耗数据库,该数据库包含中子反应截面、衰变数据和裂变产额数据3部分。中子反应截面的加工分为两步,首先采用Inverted-Stack算法和CRECTJ6程序将EAF-2010库的截面分支比融入ENDF/B-Ⅷ.0库全套中子评价数据,然后用NJOY2016程序处理成63群截面。衰变数据和裂变产额数据分别由MF8/MT457和MF8/MT454数据加工得到,裂变产额数据共包含36个裂变核的60组产额数据。以SFCOMPO-2.0中Takahama-3压水堆燃料组件为基准题,对研制的燃耗数据库进行了验证。结果表明,本文制作的燃耗数据库的方法是正确的,对于某些核素,如^(242)Am^(m),制作的数据库比自带库的计算结果更接近实验值。

燃耗数据库基准检验方法研究

燃耗数据库基准检验方法对于研制高准确度的燃耗数据库至关重要。本文以TAKAHAMA-3压水堆辐照后检验实验中SF95样品的建模为例,研究了建模要素对燃耗计算的影响,确定了燃耗实验建模的方法,开展了燃耗信用制研究感兴趣的锕系和裂变产物核素积存量计算值与实验值的比对。比对结果显示,主锕系核素计算偏差小于2%,大部分次锕系核素偏差小于10%,大部分重要裂变产物核素偏差小于5%。本文还对^(125)Sb积存量随燃耗深度变化规律进行了理论分析,确认了破坏性放化实验测量结果存在缺陷,并进一步获得了^(125)Sb积存量的修正值,使计算偏差从接近170%下降到20%以内。本次研究表明,燃耗数据库基准检验研究不仅需发展适当的燃耗实验建模方法,还需对实验数据进行适当的评价。

基于定量重要性分析的燃耗链压缩方法

核反应堆物理计算中的燃耗计算需要使用燃耗链,但是评价核数据库所定义的燃耗链对于组件计算以及堆芯微观燃耗计算过于精细,传统的燃耗链压缩方法大都是半经验性的,适用范围和精度有限。提出了一种通过定量评估各核素与各反应道重要性实现压缩燃耗链的方法。重要性分析的数据基础是代表性问题的精细燃耗链计算结果,方法是考察每一个单元压缩操作对中子吸收、中子产出以及目标核素原子核密度的影响。该方法被应用于压水堆组件计算中燃耗链的压缩,随后分别应用精细燃耗链和压缩燃耗链对选取的验证算例进行了计算。结果的对比分析显示,在保证计算精度需求的前提下,该燃耗链压缩方法能够显著降低燃耗链规模,满足节省存储开销和时间的需求。

基于NECP-Bamboo程序的商用压水堆乏燃料组件核素成分分析

乏燃料组件核素成分的精确计算是乏燃料临界安全分析等工作的输入条件,放射性源项计算是乏燃料组件核素成分分析的典型应用。国内现有程序由于存在数据库中核素种类不全、辐照过程无法完全模拟等弊端,限制了乏燃料后处理安全分析的可靠性和经济性。本文基于完全自主化的压水堆堆芯分析软件NECP-Bamboo,研发了商用压水堆乏燃料组件核素成分计算程序Bamboo-SFuel,利用辐照后实验(PIE)实测数据对核素成分进行了定量验证与分析,通过与Scale程序包计算结果进行对比验证了程序源项计算的精度,还探究了不同燃耗数据库对核素成分和源项计算结果的影响。数值结果表明,Bamboo-SFuel能精确分析不同辐照条件下商用压水堆乏燃料组件的核素成分和放射性源项,使用NECP-Bamboo程序中不同核素数目的燃耗数据库对重要核素成分计算结果影响不大,但对总的放射性源项计算结果影响较大;基于内置的包含1547种核素的燃耗数据库,该程序可同时给出可靠的乏燃料临界安全分析和辐射安全分析关注的重要核素成分。