[发明专利]针对轻水堆的基于等效一维棒模型的共振自屏计算方法

摘要

针对轻水堆的基于等效一维棒模型的共振自屏计算方法，1、对于轻水堆的共振自屏计算问题，采用中子流方法计算每一根燃料棒的丹可夫修正因子；2、根据丹可夫修正因子与一维棒慢化剂外径的函数关系，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外径；3、采用子群方法或超细群方法计算等效一维燃料棒，得到燃料棒每一圈的有效自屏截面；相比于传统的共振自屏计算方法，本发明能够计算复杂几何的问题，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

1.一种针对轻水堆的基于等效一维棒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，对于轻水堆，令燃料区为黑体即吸收截面为无穷大，散射截面为零，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)得到每一根燃料棒的中子标通量：其中i是燃料棒的编号，φ_i是第i根燃料棒的标通量；步骤2：对于每一根燃料棒，构建对应孤立棒模型即将燃料棒置于空间上无限大的慢化剂中，令燃料区为黑体即吸收截面为无穷大，散射截面为零，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3：利用公式(3)计算得到每一根燃料棒的丹可夫修正因子：其中C_i是第i根燃料棒的丹可夫修正因子，φ_i,1和φ_i,2分别是步骤1和步骤2得到的第i根燃料棒的标通量；步骤4：根据丹可夫修正因子守恒构建每一根燃料棒对应的等效一维棒的共振自屏计算问题，等效一维棒的材料组成和燃料棒的半径与对应的燃料棒的一致，下面求解等效一维棒的慢化剂外径，丹可夫修正因子与等效一维棒慢化剂外径的函数关系如公式(4)所示：其中C_i是步骤3得到的第i根燃料棒的丹可夫修正因子，R是一维棒慢化剂外径，P_e,i是第i根燃料棒对应孤立棒的中子逃脱概率，P_mf(R)是一维棒中燃料区产生的中子在其他区域中发生首次碰撞的概率，∑_tf是燃料区的总截面，令其为无穷大，是燃料区的平均弦长，根据公式(4)采用二分查找方法得到第i根燃料棒对应的等效一维棒慢化剂外径，至此得到了等效一维棒的材料组成和几何信息；步骤5：采用子群方法或超细群方法求解步骤4得到的等效一维棒的共振自屏计算问题，得到所有等效一维棒每一圈的共振核素有效自屏截面，等效一维棒的共振核素有效自屏截面即是轻水堆中对应燃料棒的共振核素有效自屏截面，至此完成轻水堆的共振自屏计算。