基于隐式重启Arnoldi算法一维平板堆λ和瞬发α本征值问题谐波计算分析

中子平衡方程的谐波中子注量率及其本征值在中子时空动力学谐波展开法和外源驱动次临界反应堆中子学空间效应研究中有重要应用价值.本文推导了λ和瞬发α本征值问题的关系,并基于一维平板反应堆扩散问题,采用隐式重启Arnoldi算法(IRAM)进行了λ和α本征值问题计算.结果表明,给出的前10阶本征值数值与解析解符合较好,最大相对偏差小于3%;在λ本征值问题吸收截面中增加时间吸收项αp,n/v后,得到的n阶本征值λn均等于1,结果吻合λ和α本征值问题关系.本文工作证明了IRAM算法求解中子扩散方程本征值问题高阶谐波的有效性和λ和瞬发α本征值问题关系的正确性,为将IRAM方法拓展到多维、多群中子扩散方程奠定基础.     

一维平板外源驱动次临界系统动态参数权重函数研究

在准静态框架下,动态参数由权重函数、动力学量算符、形状函数的卷积得到.传统方法的权重函数并不能满足外源驱动次临界系统的中子动力学分析的要求.基于改进的准静态方法,选取临界权重函数模型和全局稳态权重函数模型分别计算一维次临界平板堆启堆过程和断束工况下的中子动力学结果,通过与时空动力学方程直接求解结果对比来深化对权重函数的认识:在外源驱动次临界系统中,权重函数应具有"次临界堆中子价值"物理意义;共轭外源项表征了堆芯内某一位置对外源中子的响应,与外源中子在该位置存在的概率有关.在此基础上提出的局部稳态权重函数模型,用裂变因子乘以权重系数作为共轭外源项.实践表明,采用局部稳态权重函数模型获取的中子动力学结果的准确性得到了提升.     

30万居里~(60)Co辐照装置贮源井屏蔽计算

使用MCNP计算30万居里60Co辐照装置贮源井铅屏蔽盖中心轴不同点处的光子注量率,通过拟合得出光子注量率的衰减系数,外推出铅屏蔽盖上表面中心点处的剂量.结果表明,铅屏蔽盖表面最大剂量率为5.91×10-9Sv/s,检修时工作人员受到的年最大剂量水平为0.55 mSv,低于20 mSv每年的职业照射限值.     

多功能辐射输运模拟仿真平台开发与初步应用

随着计算机技术、高性能计算技术和反应堆数值模拟技术的快速发展,数字化反应堆成为核能领域发展的一个重要新兴方向.其中,多功能、多物理、多尺度、多过程耦合技术成为数字化反应堆发展的关键技术之一.围绕数字化反应堆耦合关键技术,基于开源的SALOME系统初步研发了耦合建模、计算、可视化功能于一体的多功能辐射输运模拟仿真平台(MOSRT).目前,平台具有简单模型的自动建模、蒙卡辐射输运计算以及结果数据三维可视化功能.利用基准题对平台进行了初步应用测试,数值结果初步验证了平台辐射输运模拟仿真功能的正确性与可靠性,为未来进一步扩展平台的复杂模拟仿真能力奠定了基础.     

改进Flower型超临界水冷快堆负空泡反应性初步分析设计

超临界水冷快堆结构简化,堆芯功率密度高并且不存在沸腾危机,是一种比较有前途的先进核能系统.但潜在的正空泡反应性系数是需要认真考虑的安全问题.本文建立了改进Flower型超临界水冷快堆堆芯模型,并通过对堆芯分区布置,冷却剂密度分层、MOX燃料合理设计、燃料富集度轴向分层布置,blanket组件盒厚度增加及内部通道采用贫铀冷却的方案,获得了负的空泡反应性系数,初步达到了堆芯的安全设计要求.     

熔盐反应堆堆芯动态特性的计算分析

基于点堆动力学和热平衡原理建立熔盐堆堆芯仿真模型,模拟了熔盐实验堆MSRE入口温度恒定工况下,引入50 pcm阶跃反应性后的功率瞬态及温度瞬态.计算结果表明,在小的正反应性引入情况下,堆芯功率一开始将快速增长,但由于负的温度反应性反馈,堆芯功率很快又会下降,并最终维持在比原先功率略高的新功率水平;熔盐温度的变化趋势与堆芯功率类似：由于石墨的温度主要来自熔盐向石墨的传热,因此在反应性引入后,石墨的温度一直上升并逐渐稳定在新的温度水平.本文计算结果与ORNL的结果在趋势上吻合较好,验证了物理模型和数值方法的正确性,为开展熔盐堆系统瞬态特性研究奠定了基础.     

AP1000乏燃料池临界安全及影响因素初步研究

通过对AP1000乏燃料贮存格架进行临界安全分析计算,将贮存格架贮存的乏燃料假设为新燃料,从计算的角度初步验证了该格架能满足临界安全准则,以及将乏燃料贮存池中的水密度作为临界安全的主要影响因素研究乏燃料贮存的临界安全问题.     

慢化体材料对加速器BNCT束流装置中子品质影响研究

基于加速器中子源的硼中子俘获治疗(BNCT)是一种较好的肿瘤治疗技术,通过慢化得到的超热中子可用于非浅表肿瘤BNCT治疗.本文以2.3 MeV、10 mA质子流强的7Li(p,n)7Be中子源为对象,建立了加速器BNCT束流装置模型,采用中子输运程序MCNP研究了慢化体材料对超热中子束流品质的影响.结果表明:采用重水作为慢化体材料可有效的提高束流出口处超热中子水平,对于2.3 MeV、10 mA质子流强的7Li(p,n)7Be中子源,超热中子束流水平为0.669×109n/(cm2.s),超热中子与快中子产额比达62.3,基本达到临床治疗所需109n/(cm2.s)的超热中子水平.     

MCNP计算用ADS截面库ADSlib2.0的制作

加速器驱动洁净核能系统(简称ADS)使用高能散裂中子驱动次临界反应堆,用于嬗变长寿命高放废物(LHW).ADS次临界反应堆中子能量较高,使用传统的ENDF截面数据库对ADS堆芯物理计算存在着能量上限低、部分数据缺失等问题.本文使用MAKXSF程序对IAEA-ADS截面数据库ADS Nuclear Data Library进行了加工,制作出专用于MCNP计算用的截面库ADSlib2.0,并与ENDF/B-VII.0,JEFF-3.1和JENDL-4.0库中238U裂变截面的比较,表明该截面数据库是可用的.