[发明专利]一种应用于球床式高温气冷堆的少群截面泄漏修正方法

权利要求书

1.一种应用于球床式高温气冷堆的少群截面泄漏修正方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：使用组件计算程序，搭建球床式高温气冷堆的燃料球、石墨球、反射层、强吸收体组件的精细化物理模型，然后分别对球床式高温气冷堆所有组件进行组件计算，获得各组件的多群均匀化截面；

步骤2：基于碰撞概率法求解碰撞概率方程组，分别计算得到球床堆芯各区域内各部分的多群中子通量分布，再归并计算得到球床堆芯各区域的多群均匀化截面；

步骤3：使用三维离散纵标输运计算程序，搭建区域均匀化处理的球床式高温气冷堆简化模型，并按照区域位置填入相应的球床堆芯和反射层组件的多群均匀化截面，基于三维圆柱几何方法计算得到球床式高温气冷堆各区域考虑中子泄漏效应的多群中子通量密度；

采用如下三维稳态中子输运方程计算多群中子通量密度：

式中：

——空间位置，位置变量；

E——中子能量，能量变量；

——空间方位角，角度变量；

——位置为能量为E，空间方位角为处的中子通量密度；

——位置处、与能量相关的宏观总截面；

——位置处，中子能量由E′散射到E，空间方位角由散射到的宏观散射截面；

χ(E)——裂变能谱；

ν(E′)——每次裂变产生的平均中子数；

——位置处、与能量有关的宏观裂变截面；

——外部中子源；

对于方程(1)，采用差分方法离散位置变量多群近似离散能量变量E，离散纵标方法离散角度变量得到三维圆柱几何下的多群中子输运方程：

式中：

r、θ、z——三维圆柱几何的径向、周向、轴向坐标变量；

——幅角；

μ_m、η_m、ξ_m——第m个方向的空间方位角在r轴、θ轴、z轴上投影的模；ψ_h,m(r,θ,z)——(r,θ,z)位置处、第h群、第m个方向的中子角通量密度；

Σ_t,h(r,θ,z)——(r,θ,z)位置处、第h群的宏观总截面；

Q_h,m(r,θ,z)——(r,θ,z)位置处、第h群、第m个方向的中子产生源项，包括散射源项、裂变源项和外部中子源项；

求解方程(2)得到球床式高温气冷堆各区域考虑中子泄漏效应的多群中子角通量密度ψ_h,m(r,θ,z)，利用式(3)进一步计算得到球床式高温气冷堆各区域的多群中子通量密度即：

式中：

M——离散角度的总数；

ω_m——第m个方向的求积权重系数；

φ_h(r,θ,z)——多群中子通量密度；

由于该步骤对球床式高温气冷堆进行全堆输运计算，因此计算得到的是全堆各区域考虑中子泄漏效应的多群中子通量密度；

步骤4：利用全堆各区域考虑中子泄漏效应的多群中子通量密度分别归并全堆各区域的多群均匀化截面，获得考虑中子泄漏效应的各区域少群均匀化截面，用于三维全堆扩散计算；

对于球床式高温气冷堆所有区域，利用式(4)、式(5)和式(6)归并计算得到区域的少群均匀化截面：

式中：

——位置区域的多群、少群均匀化裂变能谱；

——位置区域的多群、少群均匀化宏观反应截面，其中x代表反应类型，包括总(t)、输运(tr)、裂变(f)等反应；

——位置区域、第h′能群中子散射至第h能群的多群均匀化宏观散射截面；

——位置区域、第g′能群中子散射至第g能群的少群均匀化宏观散射截面；

上述球床式高温气冷堆各区域的少群均匀化截面已经得到中子泄漏修正，后续用于三维全堆扩散计算。