压水堆先进多群数据库研制

摘要

在压水堆物理计算中，通常先采用多群计算得到栅元或组件的多群能谱，再进行整个堆芯的扩散计算。多群数据库为组件计算提供必需的群常数，一般与组件程序配套开发，在一定程度上决定了组件程序的适用范围和计算精度，在整个堆芯物理计算中起到非常重要的作用。目前国际上公开的多群数据库非常少，为了实现堆芯物理计算软件的自主化，我国多个研究机构都开发了自己的组件/堆芯计算程序，其中的多群数据库一般使用公开的WIMS格式数据库或在WIMS数据库基础上做一些改进，缺少自主研发的多群库。评价核数据库一直处于公开状态，NJOY2016截面处理程序的公开，为研制具有自主知识产权的多群数据库创造了良好的条件。
　　本文制作多群库以ENDF-6格式的评价核数据库为基础，主要应用NJOY2016核数据库处理程序，进行群截面计算，最终将多群库保存为HDF5格式;同时，开发了自动化数据库制作程序ACACIA。论文首先简要介绍中子输运方程能量的离散和群截面的计算方法，核数据处理程序NJOY2016的基本原理，以及ENDF-6和HDF5文件格式的特点;其次，从程序设计上阐述数据库制作程序ACACIA的研发过程，并对软件进行了ENDF-6格式文件的适用性测试，该软件可自动生成NJOY2016输入卡，并调用终端运行NJOY2016，最后从GROUPR模块的输出文件和评价文件中读取需要的数据，保存到HDF5文件，另外，根据实际需求，为软件增加了制作ACE格式数据库的功能;再次，对ACACIA程序输出的适用于压水堆的多群数据库，给出其数据和结构设计;最后，对压水堆多群数据库进行了对比验证和程序验证。
　　本文通过研究得出以下结论:ACACIA程序能实现制作数据库的完全自动化，通过对ENDF/B-Ⅶ.1、JEFF3.2和JENDL4.0三个评价核数据库的测试，程序对ENDF-6格式的评价核数据库有很好的适用性，在很大程度上提高了数据库的制作效率，也为数据库的后期更新创造了条件;ACACIA程序输出的多群库包含组件程序和燃耗程序所需要的全部核数据，能够通过燃耗链压缩产生组件程序使用的组件库，也能通过并群产生燃耗程序使用的燃耗库;基于JEFF3.2评价库，采用SHEM-361能群结构制作的压水堆多群数据库，对比验证结果良好，使用燃耗程序对其进行了验证，计算误差在可接受范围内，表明多群库精度良好。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 多群数据库研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 研究内容

1．4 预期成果

第2章 多群数据库制作的基本原理

2．1 中子输运方程能量的离散

2．1．1 分群中子输运方程

2．1．2 群常数的计算方法

2．2 NJOY2016核数据处理程序

2．2．1 ENDF格式简介

2．2．2 群常数计算过程

2．3 HDF5格式简介

2．4 本章小结

第3章 多群库制作程序ACACIA开发

3．1 ACACIA程序流程

3．2 群常数计算

3．2．1 NJOY输入参数

3．2．2 NJOY运行策略

3．3 数据存储

3．3．1 GENDF数据

3．3．2 燃耗数据

3．3．3 代码实现

3．4 ACACIA运行参数

3．4．1 默认参数

3．4．2 自定义参数

3．5 程序测试

3．6 本章小结

第4章 HDF5多群库数据与结构设计

4．1 数据需求

4．1．1 组件程序数据需求

4．1．2 燃耗程序数据需求

4．2 多群数据库缩小策略

4．3 多群库结构设计

4．3．1 文件特征和一级目录

4．3．2 核素ID组

4．3．3 衰变组

4．3．4 截面组

4．3．5 裂变产物组

4．4 本章小结

第5章 多群数据库验证

5．1 对比验证

5．1．1 确定参数验证

5．1．2 随机参数验证

5．2 燃耗程序验证

5．2．1 问题描述

5．2．2 验证结果

5．3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢

附录