嵌入式自屏方法研究

提出了一种嵌入式自屏方法。它结合了等价理论和全组件一步法输运计算,主要使用输运求解器MOC,对问题反复进行固定源迭代计算处理共振自屏效应,并通过制作混合核素数据库处理共振干涉问题得到共振自屏截面。数值结果表明:该方法很好地处理了共振干涉效应,与其他共振计算方法相比,具有更高的计算精度和效率。

能精确处理空间自屏效应的共振伪核素子群方法

鉴于传统的Bondarenko迭代方法(BIM)处理共振干涉效应时会引入较大的误差,国际上发展了共振干涉因子方法(RIFM)和非均匀共振伪核素方法(HPRIM),但二者都只能通过考虑共振干涉效应给出较精确的燃料棒平均有效自屏截面,而不能精确考虑空间自屏效应而无法给出精确的空间相关的有效自屏截面。针对该问题,提出了共振伪核素子群方法(PRNSM)。该方法通过在线制作共振伪核素的共振截面表考虑共振干涉效应;通过拟合方法得到共振伪核素及其组成共振核素的子群参数;通过求解共振伪核素的子群固定源问题得到子群通量并用于归并组成共振核素的子群截面得到空间相关的有效自屏截面。大量的数值结果表明,对于不同富集度UO2燃料问题,PRNSM可精确给出棒平均有效自屏截面和空间相关的有效自屏截面。

Li-Al靶片自屏特性研究

描述对 3个总厚度分别为 2、4和 8mm的 L i- Al合金靶片组进行入堆辐照 ,测量靶片在堆内辐照时内部的中子注量率分布 ,并计算出其相应的自屏因子的过程。结果表明 ,3个靶片组的自屏因子分别为 0 .76、0 .55及 0 .

提高子群法共振自屏计算精度研究

基于自行研制的子群法与特征线法相结合的中子共振自屏计算程序SGMOC,研究提高子群法计算精度的2种方法。数值验证表明,2种方法都能提高共振自屏计算精度。其中,采用随机干涉近似求解条件概率的共振干涉效应处理的修正效果约为（0.02%~0.23%）Δk/k;考虑共振散射的修正效果约为0.1%Δk/k;综合运用2种方法的修正效果约为（0.03%~0.27%）Δk/k。

小波尺度函数展开共振自屏计算方法在有温度分布共振自屏计算问题中的应用研究

采用小波尺度函数展开方法来获得燃料栅元的径向功率分布,以及共振能区连续能量能谱在燃料栅元有径向温度分布情况下的径向变化。为了求解复杂几何多共振核素共振问题的,提出了小波尺度函数连续能量共振计算方法。通过与蒙特卡罗方法程序MCNP的计算结果进行比较,验证了方法的几何适应性和精度。该方法共振能区的连续能量核数据来自核数据处理程序NJOY,而非共振能区的多群核数据采用国际原子能机构发布的69群WIMSD4格式的数据库jeff31。由于多普勒温度效应,连续能量核数据随温度变化而不同,而数据库中不可能提供任意温度下的连续能量核截面。因此,本文采用插值方法来获得任意温度下的连续能量核截面,并验证了连续能量核截面温度插值对最终计算结果的影响。最终给出了存在径向温度分布的燃料栅元共振能区的连续能量能谱、反应率和无限增值系数,并与MCNP程序的结果比较。

中子通量探测丝的自屏因子计算

中子通量探测丝的自屏因子计算李兆桓（中国原子能科学研究院）关键词自屏因子，探测丝，中子散射影响在许多情况下，热中子反应堆内的中子通量是采用丝状探测器测量的。这类探测器的自屏大，不易处理。本文采用一种方法，既考虑中子散射的影响，又能获得较满意的结果。现...

颗粒可燃毒物空间自屏效应分析研究

可燃毒物被布置于反应堆堆芯中以控制堆芯剩余反应性,颗粒可燃毒物由于空间自屏效应而具有区别于常规均匀弥散可燃毒物的特性,同时颗粒可燃毒物可以增加可燃毒物的使用自由度,通过调整可燃毒物类型、可燃毒物颗粒尺寸以及可燃毒物体积份额以实现堆芯反应性的长期和平稳控制。本文重点研究颗粒可燃毒物的颗粒尺寸对系统反应性以及颗粒内有效核素核子密度变化规律的影响,并解释颗粒可燃毒物由于空间自屏效应而产生的"洋葱"效应,同时对比分析了多种常见可燃毒物不同颗粒尺寸下的中子学规律,对颗粒可燃毒物用于堆芯反应性控制具有重要的指导意义。

多群中子输运计算中的共振自屏问題

在混合堆包层和快堆的中子学设计中,考虑共振自屏效应已成为中子学计算中一个必不可少的环节。本文讨论了在混合堆和快堆的多群中子输运计算中,考虑共振自屏效应的重要性及其考虑方法。

任意几何燃料组件共振自屏计算的Multiband方法

基于多邦方法(Multiband Method)理论模型,推导了多邦参数的计算公式。采用两邦与三邦相结合的方法,基于WIMSD4-69群数据库,编制了可用于任意几何燃料组件共振自屏计算的RESCAL程序。通过数值验证表明,RESCAL程序与MCNP程序的计算结果吻合很好,计算误差满足工程实际要求。由于WIMSD4-69群数据库本身的限制及拟合多邦参数方法的问题,使得RESCAL程序的计算精度受水铀比影响较大。

复杂几何燃料组件的共振自屏计算

共振参数计算是反应堆堆芯设计计算中的重要内容,传统的共振计算模型只适应于简单几何计算。本工作应用A.Hebert提出的子群共振自屏计算模型研制了复杂几何燃料组件的共振自屏计算程序。该程序能处理含有两种共振核素的复杂几何下的共振自屏。对一系列问题的数值校验计算表明,该模型在低富集度时具有较好的计算精度。

基于NECP-X的全局-局部耦合共振自屏计算方法研究

为应对高保真共振自屏计算所遇到的挑战,提出了全局-局部耦合共振自屏计算方法。将所有共振自屏效应及相关效应分为全局的效应和局部的效应2类,其中全局的效应较弱或者与能量无关,而局部的效应较为强烈。因此将共振自屏计算分为全局计算、耦合计算和局部计算3个步骤:全局计算建立粗糙模型,采用中子流方法计算丹可夫修正因子,处理全局的效应;耦合计算根据丹可夫修正因子守恒将待求解问题中的燃料棒等效成一维模型;局部计算采用较为精确的共振伪核素子群方法,处理局部的效应。基于NECP-X实现了该方法,数值结果表明,该方法在效率方面比传统方法提高至少一个量级,无限介质增殖因数的计算精度也提高了100~300 pcm。

基于子群共振自屏方法的特征值隐式敏感性分析

采用经典微扰理论,高效地得到问题相关的多群截面的扰动对特征值的直接影响,即显式敏感性。应用广义微扰理论,推导了在子群共振自屏方法中,多群共振自屏截面对非共振核素截面的灵敏度系数的计算方法。结合前两项内容,得到非共振核素通过共振自屏过程对特征值的间接影响,即隐式敏感性。根据与显式灵敏度系数的比较,分析了隐式敏感性相对于显式敏感性的重要性。

多群截面处理模块ARES-MACXS屏蔽计算适用性分析

在聚变和裂变装置的屏蔽计算中确定论方法应用广泛,多群截面数据的精度对计算结果具有至关重要的影响。为得到适用于各类屏蔽问题的多群截面,自主开发了基于邦达连科共振处理方法的截面处理模块ARES-MACXS。模块具备共振处理、温度插值、输运修正、上散射处理、中子-光子截面耦合处理、并群等功能。使用指数插值方法,以得到更加精确的多群截面。分别处理KASHIL_E70库、FENDLL-3.1d库进行单核素计算,并与连续能量蒙特卡罗结果对比;对ill-Fe、OKTAVIAN-Al等基准题进行了计算,并与实验测量值进行对比。输运计算结果与蒙特卡罗计算值误差小于1%,与实验测量值吻合良好,误差小于20%。计算结果表明产生的多群截面具有可靠精度,可以应用于基准题验证,具有应用于工程问题计算的潜力。

快堆程序SARAX中不可分辨共振区有效自屏截面计算方法研究

在快堆中,238U的不可分辨共振能量区间所在的中子通量密度水平较高,对应能量下截面数据的准确程度直接影响快堆能谱和均匀化截面的计算精度。针对238U不可分辨共振区有效自屏截面计算的问题,对快堆程序系统SARAX中的能谱计算程序TULIP进行了改进。在不可分辨共振能量段,TULIP采用背景截面插值的方法,插值的精度会显著影响最终的计算结果。由于238U在快堆组件中含量比重大,背景截面值小,因此,本文对不可分辨共振能量段238U对插值精度的需求进行了分析比较,通过对比加密238U背景截面插值点前后的反应率计算结果,验证了加密背景截面插值点对改善程序计算精度的有效性,提高了SARAX程序系统在高温条件下计算的准确度。

AXSP程序中不可分辨能区共振自屏截面计算模块开发和验证

在不可分辨能区,由于共振峰非常密集,受核测量仪器分辨率的限制,不能测得对应能量点下精确的共振参数数据。对该能区,评价核数据库只给出共振参数的平均值和分布函数。为了考虑不可分辨共振能区的共振自屏效应,需要根据这些具有概率分布性质的参数计算有效自屏截面。针对不可分辨共振能区的共振自屏效应的处理,采用“Ladder Sampling”和积分统计原理方法,在先进核截面处理程序AXSP中开发了概率表模块PUnresXS和有效自屏截面计算模块UnresXS,并对概率表计算模块中的算法进行了改进。以NJOY2016的计算结果作为参考解,分别对PUnresXS和UnresXS模块进行了验证,结果表明:概率表模块计算效率提高了60%以上,基准题keff与中子能谱结果与参考解符合良好,开发的共振自屏截面计算模块计算精度与NJOY2016相当,表明了这两个模块在AXSP程序中开发的正确性。

MCMG蒙特卡罗多群-连续截面耦合中子输运计算

本文针对多群蒙特卡罗计算省时但共振自屏处理存在缺陷,以及连续截面蒙特卡罗输运计算精度高但计算费时的问题,发展了一种多群-连续截面耦合计算方法。该方法在自主研发的三维中子-光子耦合输运蒙特卡罗程序MCMG中得到应用,通过多个模型的计算验证了方法的有效性。MCMG耦合计算取得了与连续点截面MCNP程序一致的结果,其计算速度较MCNP的提高了1倍左右。

315中子/42光子耦合细群核数据库HENDL3.0/FG研发

为了提高次临界堆(含热裂变包层)核分析的精度,设计开发了315群中子-42群光子耦合的细群核数据库HENDL3.0/FG(Fine-Group)。评价核数据来源主要选用美国核数据中心公布的ENDF/B-VII.0库。利用蒙特卡罗粒子输运程序MCNP以及FDS团队自主研发的大型集成中子学计算分析系统VisualBUS程序进行模拟计算,对已有的一些数据较为完备的基准实验例题进行测试和比较分析以检验细群核数据库HENDL3.0/FG的有效性和可信性。

水花生投放密度对富营养化湖水净化效果影响的试验研究

为了研究水花生在不同投放密度下净化富营养化湖水的效果,在太湖梅梁湾进行了多种密度水花生放养试验。结果表明：夏季高温条件下,低屏密度时水花生去除水体中总氮（TN）、总磷（TP）及悬浮物（SS）的效果较明显,水花生初始投放密度为2 kg/m^2和4 kg/m^2时,TN最大去除率分别为26.4%和38.4%;TP最大去除率分别为45.3%和32.9%;SS最大去除率分别为44.5%和81.4%。而在初始投放密度为6 kg/m^2和8 kg/m^2的条件下,植株自屏效应使得水花生生物量增长率低,水体净化效果不明显,易产生二次污染。因此,夏季利用水花生进行水体生态修复时,需要控制合理的初始投放密度（以2～4 kg/m^2为宜）,并定期收割以控制其植株密度（低于6 kg/m^2）。