MVP程序在中国先进研究堆上的应用研究

MVP是日本原子能机构（JAEA）研发的蒙特卡罗输运程序,通过模拟中子和光子输运,能够计算有效增殖因子、中子注量率和各种反应率等参数,MVP程序自带多个连续能量的点截面数据库,并能处理指定温度下的中子截面库,计算温度相关的问题。程序采用体组合的方式描述几何模型,具有精确描述复杂三维几何结构的能力。通过与BURN模块的耦合可进行燃耗计算,可用于分析与时间相关的问题。文章对MVP程序在中国先进研究堆（CARR）上的应用进行了初步研究,利用MVP程序对CARR进行了剩余反应性计算和燃耗计算。通过与扩散程序计算结果进行比较,证明了MVP程序是CARR堆运行物理分析的良好选择,为今后的实际运用奠定了良好基础。     

多群蒙卡输运与点燃耗耦合程序系统TRITON基准验证

TRITON程序系统耦合了多群蒙特卡罗输运程序KENO V.a与点燃耗程序ORIGEN-S,具有几何适应性强、截面处理能力灵活、计算速度快等显著特点.本文基于爱达荷国家实验室（INL）钍基燃料元件燃耗基准题,开展了TRITON程序燃耗功能的验证,结果与INL采用MOCUP程序给出的结果吻合很好.同时,燃耗核素选取对TRITON计算结果的影响分析表明对于钍基燃料,只有在考虑Th-U循环重要核素的前提下,TRITON才能给出正确结果.上述结论为TRITON程序的应用奠定了基础.     

西安脉冲堆WIMS和MCNP耦合燃耗计算方法

 基于MCNP的多群计算特性,扩展了其多群功能,并与栅元均匀化程序WIMS耦合,实现了临界-燃耗耦合计算;采用WIMS产生的69群共振、自屏宏观中子截面,进行了栅元、组件计算以及实验对比,计算结果与其他方法的计算结果和实验结果一致,验证了此耦合程序的可靠性和正确性。最后,应用此耦合程序对西安脉冲堆第一循环的燃耗进行了计算和分析。     

关于电子在平行板空腔中能量沉积的比较研究

应用EGS4电子输运的蒙特卡罗程序，计算了在平等板空腔中均匀分布电子源的电子在不同壁材料空腔中沉积的能量，并与由电子输运球谐近似计算的结果进行了比较，表明在大部分情况下二者都符合得较好；同时建立了剂量学研究中重要的基础数据库。     

用EGS4计算J404G—M计数管能量响应

本文介绍了用ＥＧＳ４电子光子输运程度计算Ｊ４０４Ｇ－Ｍ计数管能量响应的方法及一些初步计算结果，计算与实测结果比较一致。     

HTR-10平衡态运行方式研究

为了使１０ＭＷ高温气冷实验堆（ＨＴＲ－１０）运行在安全、经济的状态下，研究了５次通过、８次通过和１０次通过三种运行方式下平衡态ＨＴＲ－１０堆芯的特性，利用高温气冷堆物理设计程序 ＶＳＯＰ对所选方案进行分析计算。结论表明：在最大燃耗不超过１０１ ＧＷｄ／ｔ的条件下，增大燃料球通过堆芯的次数并缩短每次通过堆芯所需的时间，将会使乏燃料平均燃耗提高，使ＨＴＲ－１０的燃料得到更有效的利用。     

高温气冷堆在线燃耗测量系统的设计考虑--燃料球的冷却时间对燃耗测量的影响

利用堆芯总量程序包KORIGEN和蒙特卡罗程序MCNP4A软件分别模拟计算燃料球的燃耗和高纯锗(HPGe)探测器的响应,研究球床式高温气冷堆的燃料球在不同燃耗和不同冷却时间等测量条件下的燃耗测量不确定性问题。通过HPGeγ谱仪对燃烧过的燃料元件进行模拟!谱结果分析,如果用裂变核素137Cs作为燃耗测量的标示核素,要使燃耗测量系统的计数统计不确定度达到5%水平,燃料球的冷却时间不能低于6d,且燃耗测量时间至少需要15s。     

一种电子输运的矢量化Monte Carlo模拟方法

给出了一种采用SSE（Streaming SIMD Extensions)技术实现矢量化模拟电子在人体组织中输运的蒙特卡罗方法，并对一个计算放疗剂量分布的蒙卡特罗代码DPM进行了实施，将DPM模拟电子的方式由原来的一个个顺序模拟改为一次模拟4个电子，这4个电子进行同一个动作时，这部分程序可借助于SSE指令实现并行处理。计算结果显示，在不增加任何硬件成本的情况下，可以提高计算电子剂量分布的速度1．8倍左右。     

基于MCNP5和ORIGEN2.1程序的停堆剂量程序开发与 初步验证

为了准确分析核设施停机后周围空间的三维辐射剂量场分布情况,基于严格两步法(rigorous two step method,R2S)停堆剂量计算的方法,开发了基于蒙特卡罗输运计算程序MCNP5和燃耗计算程序ORGEN2. 1耦合的三维停堆剂量计算程序M OCA,实现了中子输运计算、材料活化计算和光子剂量计算的自动耦合,并通过中子辐照例题与Super MC程序进行对比验证,结果表明MOCA的计算结果与Super MC计算的结果吻合较好,可以为核设施的运维检修以及退役的剂量率空间分布提供参考数据。     

Oen—Robinson阻止本领用于离子输运双群模型的研究

将Ｏｅｎ－Ｒｏｂｉｎｓｏｎ电子阻止本领用于离子输运双群模型，计算了离子在固体中的径迹长度，反射系数和射程分布，并讨论了采用不同阻止本领对输运计算的影响。结果：表明，输出计算中用不同的阻止本领对计算结果有明显的影响。     

缓发中子有效份额的测量及计算方法

缓发中子有效份额βeff是反应堆重要的动态参数,研究仅基于实验数据的βeff测量方法很有意义。首先,采用多路定标器(multi channel system,MCS)时间多道卡搭建数据采集平台,在清华大学工程物理系反应堆物理实验室的次临界装置上展开微观中子噪声的实验工作,利用双区Rossi-α方法分析实验测量的结果,以数值拟合的方式得到βeff的数值;同时研究基于Monte Carlo方法的中子-光子输运程序(Monte Carlo N-particle transport code,MCNP)软件在βeff计算方面的应用,计算次临界装置的相关动态参数。实验测量结果与计算结果符合良好,确认了实验方法的有效性。     

用MCNP程序计算水平辐照孔道屏蔽

研究堆中水平辐照孔道用以从堆芯附近引出高能中子流。由于水平辐照孔道的几何形状比较复杂 ,采用两维输运计算模型将会引入较大的误差 ;同时 ,在计算过程中由于粒子穿行的距离比较长 ,所需的计算时间也是很大的。讨论了如何用 Monte Carlo方法的 MCNP程序进行水平孔道的屏蔽计算 ,引入了分段 -衔接计算方法 ,着重介绍了与 MC-NP的接口和表面源的设置问题。计算结果表明 ,分段 -衔接的 MCNP方法能够大大的改善 Monte Carlo方法的抽样 ,很好地解决水平辐照孔道的屏蔽计算问题     

ADS次临界堆脉冲中子源实验动态特性数值模拟研究

强外源驱动与深次临界度使得ADS次临界反应堆在中子学特性上与传统临界堆有较大差异,确定论中子学计算方法难以直接应用于ADS次临界堆.本文采用MCNPX程序对"快热"耦合ADS装置YALINA-Booster的PNS实验进行了模拟,并将模拟与实验结果进行比较.结果表明:在不同的堆芯布置方案和不同脉冲中子源特性下,模拟结果与实验结果具有良好的一致性,验证采用MCNPX程序研究ADS次临界堆中子学动态特性的可行性.     

次临界堆芯参数变化对Keff值的影响

作为下一代能源的优先选择者,加速器驱动次临界系统ADS能够有效的利用铀和钍资源,并能够转化具有长期放射性的核废料,提高了核安全．文章主要是对快热耦合ADS次临界堆芯进行了描述,利用蒙特卡罗代码MCNP模拟计算一系列不同堆芯参数下的Keff值,MCNP程序中最重要的就是输入文件,输入文件各个参数设置的不同都可能对Keff值计算结果产生极大影响．在解决输入文件问题的过程中,根据实际经验对计算条件进行多组假设,并对不同参数条件下产生的结论进行比较,最终得到Keff值的最佳结果。     

不同热管工质对热管冷却反应堆堆芯物理参数的影响与分析

热管冷却反应堆采用非能动传热技术,热响应速度快,可避免堆芯单点失效,具有功率密度大、寿命长、环境适应性强、工作性能稳定等特点,是目前空间核反应堆研究的热点。本文基于清华大学开发的反应堆蒙特卡洛中子输运程序RMC (Reactor Monte Carlo code),以美国爱荷华国家实验室(Idaho National Laboratory, INL)设计的热管冷却反应堆INL Design A为研究对象,选取3种热管工质开展热管冷却反应堆堆芯物理计算。计算结果表明：锂热管工质不仅拥有很好的热物性参数,并且使用锂热管工质的热管冷却反应堆缓发中子有效份额最大、中子能谱较硬、燃耗反应性损失最小、增殖性能最佳,有利于热管冷却反应堆堆芯小型化与长寿命。因此,推荐锂为热管冷却反应堆的热管工质。     

双能X射线检查系统的Monte Carlo模拟

为了提高双能X射线安全检查系统的材料分类能力,采用M on te C arlo方法对系统的成像过程进行了模拟。利用M CNP 4C程序模拟电子打击钨靶产生韧致辐射、射线与物质的相互作用,得到了材料分类曲线。与数值方法以及实验方法相比,该方法的材料分类不受系统噪声影响,可以分辨原子序数相差为1的两种材料,并且只需要几m in计算时间。进行了铝阶梯的实验,对一系列典型材料和专用测试工具箱进行了测试。结果表明,M on te C arlo模拟方法可以提高安全检查系统的材料分辨能力。     

中国滑坡崩塌危险性编码及其蒙特卡罗解译

将滑坡崩塌危险性多尺度编码及其蒙特卡罗解译方法(简称编码方法)应用于中国滑坡崩塌危险度识别的研究。在全国范围内, 以县市为基本单元对滑坡崩塌危险性信息进行编码, 并通过蒙特卡罗模型解译部分单元的编码作为参照组, 其余单元的编码则可通过与参照组单元编码的快速匹配运算确定其危险度。根据编码解译结果, 将中国按照滑坡崩塌危险度分为高、较高、中、较低、低5个类区。相关分析表明, 滑坡崩塌危险性编码与地质码及地形码相关性比较高。 神经网络的检验、蒙特卡罗解译结果与历史灾害记录的对比, 以及编码方法计算结果与其他方法计算结果的对比, 共同验证了编码方法具有较高的准确性。     

高温堆临界实验装置ASTRA的初始临界计算

为了验证球床式高温气冷堆初始临界的计算方法,用法国M on te C arlo程序TR IPOL I-4.3对燃料球内的包覆燃料颗粒以及堆芯内不同的球分布进行了模拟。考虑了燃料球的双重非均匀性、不同区域内球的布置以及其在堆芯的体积填充率等。计算了俄罗斯的球床式高温气冷堆临界试验装置A STRA的初始临界。与实验结果比较,计算得到的临界实验高度误差为0.6%,堆芯有效增值因子keff误差为0.1%。TR IPOL I-4.3程序是球床式高温气冷堆初始临界计算的有效工具。