[发明专利]一种获取FCM燃料有效多群截面的方法

说明书

一种获取FCM燃料有效多群截面的方法，在共振能量段，基于超细群方法，求解包含TRISO颗粒和基质材料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，利用丹可夫因子等价得到FCM燃料的各个燃料棒的等价一维棒模型，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，在热能段，利用穿透概率和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并得到热能段有效多群截面；本发明能有效地处理FCM燃料的双重非均匀性效应，得到精确的有效自屏截面。

技术领域

本发明涉及核反应堆堆芯及核反应堆物理计算领域，具体涉及一种获取FCM燃料有效多群截面的方法。

背景技术

福岛事故后，事故容错燃料的研究变得非常迫切。FCM燃料是事故容错燃料的一种，同时FCM燃料也是一种弥散颗粒燃料，燃料区域由基质和TRISO燃料颗粒组成。FCM燃料存在双重非均匀性，分别是燃料棒内TRISO燃料颗粒的非均匀性和燃料棒的非均匀性。由于FCM燃料的双重非均匀性，采用传统的共振计算方法无法处理这种双重非均匀性。

第一类处理双重非均匀性的方法是基于双重非均匀系统输运理论的方法，该方法可以获得FCM燃料较准确的多群有效截面，但是由于需要求解三维中子慢化方程，计算效率较低。另一类方法是采用常规燃料的自屏计算方法计算颗粒的自屏截面，然后采用丹可夫修正因子对截面进行修正，考虑双重非均匀性对自屏截面的影响，该方法不能对颗粒和基质进行均匀化处理，一般直接采用体积权重得到自屏截面，会引入计算偏差。

因此，针对以上所存在的问题，需要发明一种准确、可行、快速的获取FCM燃料有效多群截面的方法。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种获取FCM燃料有效多群截面的方法，为了得到准确的有效多群截面，本发明基于等效均匀化方法，通过求解超细群中子慢化方程获得准确的有效截面，为全堆一步法输运计算提供可靠的多群有效截面。

为了实现上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种获取FCM燃料有效多群截面的方法，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；