[发明专利]基于蒙卡的氦氙小型堆精确截面均匀化方法在审

专利信息
申请号: 202211563911.6 申请日: 2022-12-07
公开(公告)号: CN115828598A 公开(公告)日: 2023-03-21
发明(设计)人: 张滕飞;李相越;刘晓晶;柴翔;熊进标;何辉 申请(专利权)人: 上海交通大学
主分类号: G06F30/20 分类号: G06F30/20;G21D3/00;G06F111/08
代理公司: 上海交达专利事务所 31201 代理人: 王毓理;王锡麟
地址: 200240 *** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 基于 小型 精确 截面 均匀 方法
【权利要求书】:

1.一种基于蒙卡的氦氙小型堆精确截面均匀化方法,其特征在于,基于蒙特卡洛计算方法对氦氙冷却小型反应堆进行二维全堆芯建模以描述堆芯的几何和材料分布,并根据核反应率守恒原理统计不同材料区域的少群均匀化截面;基于含铍材料区的(n,xn)截面对少群均匀化截面进行修正,以考虑铍反射层的中子学特性;再通过循环计算超级均匀化因子并迭代更新少群均匀化截面,实现进一步修正。

2.根据权利要求1所述的基于蒙卡的氦氙小型堆精确截面均匀化方法,其特征是,具体包括:

步骤1)基于蒙特卡洛计算方法对氦氙冷却小型反应堆进行二维全堆芯建模以描述堆芯的几何和材料分布,并根据核反应率守恒原理统计不同材料区域的少群均匀化截面,即吸收截面∑a、散射截面∑s和总截面∑t

所述的核反应率守恒的原理是指:其中:m和M为统计区域,h和G为中子能群,iso为核素类型,σ为微观截面(cm2),N为核子密度(cm-3),φ为中子通量密度(cm-2s-1),V为体积(cm3),x为截面类型;

步骤2)基于含铍材料区的(n,xn)截面对少群均匀化截面进行修正,以考虑铍反射层的中子学特性,具体包括:

2.11针对步骤1利用蒙特卡洛计算所统计的各材料区各能群的未修正的少群均匀化的吸收截面∑a和含铍材料区的(n,xn)反应截面,对吸收截面进行修正,具体为:∑a,g为第g群的吸收截面;∑n2n,g为第g群的(n,2n)截面;∑n3n,g为第g群的(n,3n)截面;为第g群的等效吸收截面;

2.2(针对步骤1利用蒙特卡洛计算所统计的各材料区各能群的未修正的少群均匀化的散射截面∑s和含铍材料区的(n,xn)反应截面,对散射截面进行修正,具体为:其中:∑s,g为第g群的散射截面;∑n1n,g为第g群的(r,1n)截面;∑n2n,g为第g群的(n,2n)截面;∑n3n,g为第g群的(n,3n)截面;为第g群的等效散射截面;

2.3)再利用修正的吸收截面与修正的各能群散射截面相加,得到修正的总截面,具体为:其中:为第g群的等效总截面;为第g群的等效吸收截面;为第g群的等效散射截面;

步骤3)通过循环计算超级均匀化因子并迭代更新少群均匀化截面,实现进一步修正,具体为:其中:为由蒙特卡洛计算产生并修正的区域m、能群g、截面类型x的参考截面;∑m,g,x为经超级均匀化因子修正后的截面;区域m、能群g的超级均匀化因子其中:为蒙特卡洛计算得到的区域m、能群g的参考中子通量;φm,g为采用少群均匀化截面进行堆芯扩散计算或堆芯输运计算得到的均匀化中子通量。

3.一种实现权利要求1或2所述基于蒙卡的氦氙小型堆精确截面均匀化方法的系统,其特征在于,包括:截面产生模块、截面修正模块、截面存储模块、超级均匀化因子计算模块和截面库处理模块,其中:截面产生模块利用蒙特卡罗程序OpenMC统计反应堆堆芯中各个区域的相关截面参数,截面修正模块利用已有截面数据,对总截面、散射截面和吸收截面进行修正,得到在特定(n,xn)截面反应下效的总截面、散射截面和吸收截面;截面存储模块基于确定论中子程序所需的截面输入格式并将相关截面存储为对应的文件;超级均匀化因子计算模块根据超级均匀化方法的计算流程,采用蒙卡程序OpenMC和确实论程序进行迭代产生超级均匀化因子;截面库处理模块,根据用户需要的温度和区域条件下的截面,通过多项式拟合对截面库中的截面参数进行拟合,得到相应的截面。

4.根据权利要求3所述的系统,其特征是,所述的相关截面参数包括:总截面、散射截面、吸收截面、裂变截面和(n,xn)截面。

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