屏蔽计算多群核数据库的开发与应用

摘要

屏蔽计算在核电厂反应堆的日常运行维护和核电安全性经济性方面具有重要意义。因此，屏蔽计算的精度就显得尤为重要。屏蔽计算的误差一般来自工作核数据库、计算方法和计算模型等三个方面。工作核数据库依据计算方法又可分为连续能量核数据库和多群核数据库，其中连续能量核数据库适用于概率论方法（蒙特卡罗方法），多群核数据库适用于确定论方法离散（SN）纵标法。离散纵标法在解决深穿透问题方面具有独特优势，是屏蔽计算中的常用方法。
　　为了从工作核数据库方面减小屏蔽计算误差，本文基于评价核数据库ENDF/B.VII.1开发了适用于离散纵标法的多群核数据库MATXS-47。MATXS-47库中包含了47群中子截面、22群光子截面和207种核素。为了验证本文开发的多群核数据库MATXS-47在屏蔽计算中的适用性和有效性，本文将MATXS-47库应用于压力容器快中子注量计算的基准问题NUREG/CR6453中，采用离散纵标法、利用二维输运程序DORT进行验证计算。计算结果精度符合要求，从而证明了MATXS-47库适用于屏蔽计算。
　　堆外探测器空间响应函数反映了堆芯内不同位置、能量和运动方向的中子对探测器电流信号的贡献。获得准确的堆外探测器空间响应函数，对于探测器的功率刻度和依据探测器电流信号确定反应堆功率水平和功率分布具有重要意义。确定堆外探测器空间响应函数有求解前向中子输运方程和求解共轭中子输运方程两种方法。由于后者相对于前者而言，计算次数少，计算用时短，计算结果包含的信息更为详细丰富。因此，本文应用经验证的MATXS-47库，采用求解共轭中子输运方程的方法，利用二维输运程序DORT计算了IP2反应堆的堆外探测器空间径向和轴向响应函数。并在遵循中子守恒和材料守恒的原则前提下，利用径向和轴向响应函数合成了三维空间响应函数。计算结果与参考值吻合，说明本文确定堆外探测器空间响应函数的方法正确，也进一步说明MATXS-47库在屏蔽计算中的适用性和有效性。为应用多群核数据库MATXS-47进行屏蔽计算方面，提供了一个很好的范例。

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第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文主要研究工作

第二章 屏蔽计算多群核数据库MATXS-47的开发

2.1评价核数据库ENDF/B和 NJOY程序简介

2.2 MATXS格式多群数据库的制作流程介绍

2.3 多群核数据库 MATXS-47简介

2.4本章小结

第三章 MATXS-47库在基准题NUREG/CR 6453中的验证计算

3.1中子输运理论简介

3.2离散纵标法及DORT程序简介

3.3压力容器快中子注量验证计算

3.4计算结果及分析

3.5 本章小结

第四章 MATXS-47库在堆外探测器空间响应函数计算中的应用

4.1堆外空间响应函数的计算方法介绍

4.2几何模型及物理参数准备

4.3计算结果及分析

4.4本章小结

第五章 结论与展望

5.1 本文结论

5.2 研究工作展望

参考文献

附录

附录一 MATXS-47中典型核素开发代码

附录二 屏蔽计算多群核数据库MATXS-47包含的核素清单

附录三 NUGEG/CR 6453基准题网格划分

致谢

攻读学位期间的学术成果