MCNP在中子输运问题计算中的影响因素分析

摘要

随着MCNP在核科学和工程方面日益广泛的应用，MCNP计算中的影响因素分析近来受到越来越多的关注，例如在计算反应堆的物理状态发生微小变化所引起的反应性变化及反应堆压力容器快中子通量的校核计算方面。正是基于此目的，本文分析了MCNP计算结果的影响因素。 通过了解程序中有关中子作用过程的物理模型和MCNP的使用方法，建立了两个典型的基准题的计算模型：MOX燃料试验研究堆的临界计算和反应堆压力容器通量计算，提出建模过程中一些技巧，进行了计算结果的影响因素分析： 在MOX燃料试验研究堆的临界计算中，计算了实验堆的有效增殖系数和相对功率分布。通过更改初始裂变源(SRCTP)的方式，证明以不同的随机数序列重复计算问题，得到的计算结果总存在一定的涨落，并随着总迭代次数的增加逐渐减小；紧接着在统计涨落足够小的基础上，讨论了数据库的差异对计算结果的影响；指出采用S(α，β)热散射处理是得到合适的有效增殖系数计算值的必须条件。 在压水堆压力容器通量计算中，进一步证实了计算结果的统计涨落和数据库对计算结果的影响，讨论了不同方差减小技巧下的计算结果间存在差异的原因，并分析了程序版本不同对计算结果的影响。最后通过和基准题中压力容器内表面快中子通量的相对分布比较，表明了计算过程的正确性。

目录

文摘

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声明

第1章绪论

1.1选题背景

1.2蒙特卡罗方法

1.3 MCNP简介

1.3.1 MCNP发展历史

1.3.2数据库的更新

1.3.3 MCNP的特点

1.4 MCNP的应用

1.4.1反应堆物理方面

1.4.2屏蔽设计方面

1.4.3辐射探测方面

1.4.4医学物理方面

1.5主要研究内容

第2章MCNP处理中子作用过程的基本物理模型

2.1权重的基本概念

2.2粒子轨迹的基本概念

2.3中子跟踪过程

2.3.1确定初始状态

2.3.2碰撞距离的抽样

2.3.3碰撞核及反应类型的确定

2.3.4散射后中子能量和方向的确定

2.3.5判断中子历史是否结束

2.4临界计算

2.4.1每次keff循环中的粒子输运

2.4.2keff循环结束

2.4.3keff的有效性

2.5响应量的计算

2.5.1计数范围

2.5.2计数结果的有效性

2.6计数结果的精密度和准确度

2.6.1影响准确度的因素

2.6.2影响精密度的因素

2.7小结

第3章临界计算中的影响因素分析

3.1实验概述

3.1.1实验装置简介

3.1.2燃料棒的描述

3.1.3堆芯结构描述

3.2计算过程

3.2.1建立几何模型

3.2.2描述临界源

3.2.3设置计数

3.3计算结果

3.3.1有效增殖系数

3.3.2 MOX区的相对功率分布

3.4误差分析

3.4.1系统误差

3.4.2随机误差

3.5小结

第4章粒子输运计算中的影响因素分析

4.1系统描述

4.2输运计算

4.2.1建立几何模型

4.2.2描述功率分布

4.2.3构造混合裂变谱

4.2.4选用方差降低技巧

4.2.5使用特定的截面数据

4.2.6确定计数位置

4.3结果分析

4.3.1随机数步幅对计算结果的影响

4.3.2不同方差减小技巧下的比较

4.3.3不同数据库下的计算结果比较

4.3.4程序版本对计算结果的影响

4.3.5验证

4.4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