[发明专利]一种获取高精度的快中子反应堆组件少群截面的方法

摘要

一种获取高精度的快中子反应堆组件少群截面的方法，通过使用点截面数据及多群数据相结合的方式计算快中子堆组件的细群截面，在线计算弹性散射矩阵，并使用细群截面求解中子输运方程获得细群中子通量密度，并以此归并能群从而得到快堆组件的少群参数；由于该方法直接使用点截面数据，中等质量核素所具有的弹性散射共振效应以及所有核素的共振干涉效应被精确考虑；能群归并的过程中使用了真实系统的中子通量密度，归并结果更为精确；本发明方法计算得到的快中子反应堆组件少群参数与参考值相比，误差整体在1％以内，具有较高的精度。

主权项

一种获取高精度的快中子反应堆组件少群截面的方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：针对所需计算的任一快堆组件，读取多群数据库中信息，包括总截面、非弹性散射截面矩阵、中子裂变谱、每次裂变释放中子数，利用公式(2)计算组件的宏观非弹性散射矩阵，利用公式(3)计算各个核素的稀释截面值；式中：——第g群到第g’群的宏观非弹性散射截面矩阵N_i——第种核素的核子密度——第种核素第g群到第g’群的非弹性散射截面矩阵g g'——细群能群标识号式中：——核素的稀释截面——核素微观总截面N_j——核素的核子密度步骤2：针对所需计算的任一快堆组件，读取点截面数据库信息，包括总截面、弹性散射截面、裂变截面及不可分辨共振区的插值表，利用公式(5)计算出细群的微观平均总截面、微观平均总弹性散射截面、微观平均裂变截面，利用步骤1中计算得到的每个核素的稀释截面按照数据库提供的插值表进行插值；式中：——第g群的平均截面，x为反应类型Σ^t——系统的宏观总截面ΔE_g——第g群的能群区间步骤3：由步骤2提供的各个核素的微观平均总弹性散射截面，利用公式(8)计算各个核素的弹性散射截面矩阵，利用公式(10)计算宏观弹性散射截面矩阵，并与步骤1计算得到的宏观非弹性散射截面矩阵加和，利用公式(11)计算宏观散射截面矩阵；式中：——第l阶由第g群散射到第g’群的弹性散射截面σ_s,g——第g群的弹性散射截面α——(A‑1)²/(A+1)²，A为核素的原子质量μ_c——质心坐标系下的散射角余弦值f(E,μ_c)——散射概率函数P_l(μ_s)——关于μ_s的阶勒让德多项式μ_s——实验室坐标系下的散射角余弦值式中：——第l阶第g群到第g’群的宏观弹性散射截面矩阵——第l阶第种核素第g群到第g’群的弹性散射截面矩阵式中：——第l阶第g群到第g’群的宏观散射截面矩阵步骤4：由步骤2及步骤3获得快堆组件的微观平均总截面、宏观散射截面矩阵、微观平均裂变截面，利用公式(12)进行中子输运方程的求解，获得细群的中子通量分布，利用求得的中子通量分布使用公式(13)及(14)进行截面的能群归并，获得具有高精度的少群截面值；${\mathrm{iB\φ}}_1^g+{\mathrm{\Σ}}_t^g{\mathrm{\φ}}_0^g=\underset{g^{\′}}{\Σ}{\mathrm{\Σ}}_{s,0}^{g^{\′}\→g}{\mathrm{\φ}}_0^{g^{\′}}+\frac{{\mathrm{\χ}}_g}{k_{eff}}\underset{g^{\′}}{\Σ}{\mathrm{\υ\Σ}}_f^{g^{\′}}{\mathrm{\φ}}_0^{g^{\′}}$${\mathrm{\φ}}_l^g=-\frac{1}{(2l+1)A_l^g}{\mathrm{iB\φ}}_{l-1}^g,l=2,3,...,N$式中：B——系统的临界曲率χ_g——第g群的中子裂变谱υ——每次裂变释放中子数k_eff——系统的有效增殖因子——第g群的阶中子通量密度分布$A_n=b_{n-1}+\frac{a_n}{A_{n+1}}$$a_n=\frac{n+1}{2n+1}\frac{n+1}{2(n+1)+1}{B}^2$$b_n={\mathrm{\Σ}}_t-{\mathrm{\Σ}}_s^{n+1}$式中：G——少群能群标识号——属于第G少群的细群g。