基于拟合方法的中子热化数据在线处理研究

摘要

当前主流的反应堆多为压水堆,压水堆的中子谱为热谱,发生裂变反应的中子主要分布于热化区,所以研究中子的热化行为一直是当前反应堆物理计算的重要部分.由于热化区涉及的物理过程与慢化区相比较为复杂,导致从理论层面分析热中子散射行为存在困难,目前该领域研究工作重点都放在了数据分析方法上.在蒙特卡洛模拟中,热中子与靶核发生散射反应时,抽样计算出射中子能量和出射角.实现这种处理方法的关键在于,需要预先存储整个温度区间内的动量转移、能量转移的累积分布函数,这会占用大量内存并且降低计算效率.本文研究的是分析热中子与靶核发生非弹性非相干散射反应的一种新的处理方法.在已知的条件下,将动量转移、能量转移这样的出射相关变量看作是温度的函数,在相关温度区间内,用拟合方法描述出射变量和温度之间的函数关系,可以使预先需要存储的数据文件容量大幅减小,只需要预先存储拟合系数,就可以满足实际的抽样计算要求,并且只会引起微小的误差.本文以两种当前最主要的慢化剂材料,石墨和轻水中的氢原子为例,实现了上述功能,结果表明,利用拟合方法实现的在线处理方法具有显著的优越性,计算精度满足要求,同时可以大幅减小占用内存.