[发明专利]加速蒙卡临界计算的裂变源外推方法

说明书

一种加速蒙卡临界计算的裂变源外推方法，通过为蒙特卡罗临界计算设定一个初始裂变源，根据该初始裂变源可进行中子输运模拟，统计裂变源在空间上的分布；然后基于裂变源会逐渐收敛到真实解的设定，对裂变源进行线性外推，最后将整个计算模型划分为多个裂变区域，采用源外推因子调整各区域的裂变中子数目。本发明能够显著提高反应堆蒙卡计算的裂变源收敛速度，可以作为蒙卡程序的加速模块，从而被多种蒙卡程序所采用，显著提升蒙卡临界计算的效率。

技术领域

本发明涉及一种反应堆工程领域的技术，具体涉及一种加速蒙卡临界计算的裂变源外推方法，有效提高蒙卡临界计算的效率。

背景技术

蒙卡临界计算面临着裂变源收敛速度慢的问题，严重浪费了计算资源。为了提高蒙卡临界计算的效率，需要进行裂变源收敛加速方法研究。线性外推技术是数学领域常见的加速方法，但是暂未被应用到蒙卡方法中。

发明内容

本发明针对现有蒙卡临界计算裂变源收敛速度慢的问题，提出了一种加速蒙卡临界计算的裂变源外推方法，能够显著提高反应堆蒙卡计算的裂变源收敛速度，可以作为蒙卡程序的加速模块，从而被多种蒙卡程序所采用，显著提升蒙卡临界计算的效率。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种加速蒙卡临界计算的裂变源外推方法，包括以下步骤：

步骤1：为蒙特卡罗临界计算设定一个初始裂变源，根据该初始裂变源可进行中子输运模拟，统计裂变源在空间上的分布；在经过n次迭代后，裂变源的偏差预估为ε_n～σⁿ·ε₀,其中：ε₀为初始裂变源与实际裂变源偏差，σ为系统占优比。

步骤2：基于裂变源会逐渐收敛到真实解的设定，源外推方法在迭代的过程中，通过下式对裂变源进行外推计算：其中：为在第n次迭代的裂变源；S_n为第n次迭代的外推裂变源；ω_n为第n次迭代的源外推系数，ω_n＝a·n+b，n为迭代次数，a、b为待定系数。

所述的迭代，当误差渐近时进行源外推，即当满足外推准则min(ε_n,ε_n-1)＜ε_ex时进行源外推，其中：ε_ex为输入参数，该值设定为0.1；ε_n为n次迭代后裂变源的偏差

所述的待定系数，通过以下方式得到：在L代数内，裂变源外推系数从1衰减至0，对L分别取L＝100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000进行裂变源外推计算，此时源外推系数中的待定系数分别为

所述的代数优选为直接模拟法所需非活跃代数N的一半，N/2＝500，得到的待定系数分别为

步骤3：将整个计算模型划分为K个裂变区域，采用步骤1和2得到的源外推系数ω_n计算裂变中子数目，具体为：其中：为外推之前的第k个区域第i个计算代的裂变中子数目；为外推之后的第k个区域第i个计算代的裂变中子数目；第k个区域第i个计算代的倍增因子化简后得到从而计算划分的每个区域内的倍增因子，并进一步调整裂变源的分布，最终实现裂变源分布的快速收敛。

技术效果

本发明整体解决了现有反应堆蒙特卡罗临界计算的裂变源迭代收敛速度慢，非活跃代计算时间长的技术问题。

与现有技术相比，本发明采用加速蒙卡临界计算的裂变源外推方法；给出了外推算法中的源外推系数的计算方法，能够显著加速反应堆蒙特卡罗计算时的裂变源收敛速度，从而提升临界计算效率，并且在以OECD基准题为代表的松耦合系统中进行应用，取得了较好的应用效果。

附图说明

图1为实施例中不同计算参数时的源收敛加速效果示意图；