[发明专利]一种获取FCM燃料有效多群截面的方法

权利要求书

1.一种获取FCM燃料有效多群截面的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：构建一个内部是TRISO颗粒，外部是基质材料的一维球模型，基质材料的半径由公式(1)计算得到；在共振能量段，针对该模型求解公式(2)所示超细群慢化方程，得到TRISO颗粒内以及基质内的超细群通量，然后由公式(3)求得TRISO颗粒内以及基质内的超细群缺陷因子；

其中，

R_m——基质材料的半径；

R_t——TRISO颗粒的半径；

F——TRISO颗粒的填充率；

其中，

∑_i,g——第i区，第g超细群的宏观总截面

φ_i,g——第i区，第g超细群的中子通量；

V_i——第i区的体积；

V_j——第j区的体积；

Q_j,g——第j区,第g超细群的源；

P_ji,g——第g超细群，第j区到第i区的碰撞概率；

其中，

S_i,g——第i区，第g超细群的缺陷因子；

φ_i,g——第i区，第g超细群的中子通量；

——第g超细群的体积平均通量；

步骤2：按公式(4)，用各个区域的超细群缺陷因子修正对应区域的所有核素的超细群截面得到燃料棒内均匀化后的所有核素的超细群截面；

其中，

——第i区，k核素，第g超细群的均匀化后截面；

σ_i,k,g——第i区，k核素，第g超细群的均匀化前截面；

S_i,g——第i区，第g超细群的缺陷因子；

步骤3：将燃料棒视为黑体，采用中子流方法计算得到FCM燃料所有燃料棒的丹可夫修正因子，由于一维棒模型的燃料棒的丹可夫修正因子由公式(5)计算得到，由公式(5)可知，一维棒模型的燃料棒的丹可夫修正因子是该模型慢化剂半径的函数，因此，根据丹可夫修正因子等价，通过二分法搜索获得FCM燃料所有燃料棒的等效一维棒模型；

其中，

C——丹可夫修正因子；

P_e——孤立系统的逃脱概率；

R——等效一维棒模型慢化剂半径；

P_f→m(R)——等效一维棒模型中子从燃料到慢化剂的碰撞概率；

∑_t,f——燃料棒宏观总截面；

——燃料棒平均弦长；

步骤4：在共振能量段，采用公式(2)所示超细群慢化方程求解所有燃料棒的等效一维棒模型，得到共振能量段的燃料棒内所有共振核素的有效多群截面；

步骤5：在热能段，构建三维圆柱体模型，TRISO颗粒位于圆柱体模型中心，圆柱体半径等于TRISO颗粒半径，圆柱体高度由公式(6)计算得到，中子由圆柱体底部沿平行于圆柱体中心轴方向穿过圆柱体。通过数值积分及公式(7)求得中子在TRISO颗粒及基质材料中的碰撞概率p_i和逃脱概率p；

其中，

L——圆柱体高度；

R_t——TRISO颗粒半径；

F——TRISO颗粒填充率；

其中，

p——逃脱概率；

p_i——中子在第i区的碰撞概率；

步骤6：在步骤5求出逃脱概率p后，通过公式(8)求得均匀化宏观总截面，然后由公式(9)求得任意区域的均匀化宏观总截面，最后由公式(10)得到任意区域的多群缺陷因子；

其中，

——均匀化宏观总截面；

f_i——第i区域体积份额；

——第i区域均匀化宏观总截面；

p——逃脱概率；

L——圆柱体高度；

其中，

——第i区域均匀化宏观总截面；

——均匀化宏观总截面；

p_i——中子在第i区的碰撞概率；

p——逃脱概率；

f_i——第i区域体积份额；

其中，

S_i——第i区的多群缺陷因子；

——第i区域均匀化宏观总截面；

——均匀化宏观总截面；

步骤7：用步骤6得到的热能段多群缺陷因子修正热能段多群截面即得到均匀化后热能段有效多群截面。