精细能谱的在线能群归并方法研究

为解决快堆存在的千群能群结构导致的确定论一步法程序计算成本极大的问题,本文基于SHARK程序开发了精细能谱下的在线能群归并方法,针对快堆的燃料栅元,该方法具备了在线建立等效模型、在线计算细群能谱和在线归并宽群截面的能力;针对非燃料栅元,目前使用实际问题的一维等体积模型计算的细群能谱在线归并宽群截面。数值结果表明,与1968群细群计算结果相比,在计算效率方面,在线能群归并方法的加速比为8~16,能显著提升计算效率;在计算精度方面,棒功率分布相对偏差不超过1%,特征值偏差最大在360 pcm左右。对确定论一步法用于快堆输运计算具有重要意义。

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。