[发明专利]针对板状燃料的基于等效一维板模型的共振自屏计算方法

摘要

针对板状燃料的基于等效一维板模型的共振自屏计算方法，1、对于板状燃料的共振自屏计算问题，采用中子流方法计算每一块板状燃料每一段的丹可夫修正因子；2、根据丹可夫修正因子与一维板慢化剂厚度的函数关系，在已知丹可夫修正因子的情况下，采用二分查找方法得到慢化剂厚度；3、采用子群方法或超细群方法计算等效一维燃料板，得到燃料板每一层的有效自屏截面；相比于传统的共振自屏计算方法，本发明能够计算复杂排布的板状燃料问题，具有更高的计算效率，并且能够得到空间相关的有效自屏截面。

主权项

一种针对板状燃料的基于等效一维板模型的共振自屏计算方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤1：共振自屏计算问题是已知材料组成和几何信息求解燃料区共振核素的有效自屏截面，对于板状燃料问题，即对每一块板状燃料进行分段，使得共振自屏计算的网格边界与多群输运计算和燃耗计算的保持一致；步骤2：令燃料区散射截面为零，吸收截面等于1，源项为零，令非燃料区散射截面为零，吸收截面和源项的值等于势弹性散射截面，采用多群输运求解器求解以下方程得到中子角通量：其中Ω是角度，是空间位置，是角通量，是总截面，是势弹性散射截面；利用公式(2)得到每一块板状燃料每一段的中子标通量：其中i是板状燃料分段的编号，φi是第i段的标通量；步骤3：对于每一段板状燃料，构建对应孤立板模型即将燃料板置于空间上无限大的慢化剂中，令燃料区散射截面为零，吸收截面等于1，源项为零，非燃料区散射截面为零，吸收截面和源项的值等于势弹性散射截面，求解公式(1)得到中子角通量，利用公式(2)计算得到中子标通量；步骤4：利用公式(3)计算得到每一段板状燃料的丹可夫修正因子：其中Ci是第i段板状燃料的丹可夫修正因子，φi,1和φi,2分别是步骤一和步骤二得到的第i段板状燃料的标通量；步骤5：根据丹可夫修正因子守恒构建每一段板状燃料对应的等效一维板的共振自屏计算问题，等效一维板的材料组成和燃料区的厚度与燃料棒的一致，下面求解等效一维板的慢化剂厚度，丹可夫修正因子与等效一维板慢化剂厚度的函数关系如公式(4)所示：其中Ci是步骤3得到的第i段板状燃料的丹可夫修正因子，D是一维板慢化剂厚度，Pe,i是第i段板状燃料对应孤立板的中子逃脱概率，Pmf(D)是一维板中燃料区产生的中子在其他区域中发生首次碰撞的概率；根据公式(4)采用二分查找方法得到第i段板状燃料对应的等效一维板慢化剂厚度；步骤6：采用子群方法或超细群方法求解等效一维板的共振自屏计算问题，得到所有等效一维板每一层的有效自屏截面，等效一维板的有效自屏截面即是板状燃料的有效自屏截面，至此完成板状燃料的共振自屏计算。