基于微扰理论的计算不确定性分析方法研究

摘要

开展核数据不确定性分析研究，统计方法和机理性方法均适用。本文基于微扰理论开展堆芯有效增殖因子对少群宏观截面参数的灵敏度与不确定性分析，该方法属于机理性方法。与传统不确定性分析中研究有效增殖因子对微观截面不同反应道的灵敏度和不确定性分析有所不同，本文着重考虑不确定性的传播过程，即核数据自身不确定性从微观截面传递到宏观截面后对于有效增殖因子的影响。对有效增殖因子的不确定性进行研究需要先获得有效增殖因子关于少群宏观截面参数的灵敏度信息，进而与表征核截面不确定性的协方差矩阵通过内积计算就可以得到堆芯有效增殖因子的不确定度。本文的创新点是得到了组件层面的灵敏度，同时从组件层面的协方差矩阵得到了堆芯整体的协方差矩阵。　　本文基于微扰理论推导得到了热中子反应堆有效增殖因子对少群宏观截面参数的灵敏度的计算公式，基于此开发了PETMUS耦合CITATION程序来进行灵敏度与不确定度分析。本文研究对象是AP1000反应堆堆芯，但是本文的研究理论适用性广，其他堆型也可计算其不确定度。本文需要进行全堆芯的临界计算，因此不适用输运理论，而是采用扩散理论进行研究。该灵敏度和不确定性分析程序可耦合堆芯扩散程序 CITATION以计算堆芯有效增殖因子对少群宏观截面参数的灵敏度。采用直接拟合方法验证堆芯有效增殖因子对两群辐射俘获截面、中子产出截面、散射截面以及扩散系数的灵敏度结果，验证结果表明本文研究的方法是合理可信的。再结合SCALE6.1计算得到组件自身以及不同组件之间的协方差矩阵进而计算全堆芯有效增殖因子的不确定度，并进行分析。　　为了验证堆芯有效增殖因子的不确定度计算的正确性，应用抽样统计方法来进行对比验证。通过抽样统计方法得到有效增殖因子的不确定度，两种方法得到的不确定度误差很小，证明了本次课题研究的合理可行性。最后还应用统计方法对堆芯的归一化功率分布、通量分布以及共轭通量的分布均进行了相关统计并进行不确定性分析。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

主要符号对照表

第1章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 不确定性分析方法研究现状

1.2.2 国外不确定性分析方法研究现状

1.2.3 国内不确定性分析方法研究现状

1.3本文主要工作内容

第2章 敏感性及计算不确定性分析方法

2.1核数据计算不确定性传播框架

2.2基于微扰理论的敏感性及不确定性分析方法

2.2.1少群宏观截面协方差矩阵

2.2.2堆芯keff对少群宏观截面参数计算敏感性分析方法

2.2.3堆芯keff计算不确定性分析方法

2.3基于抽样统计的计算不确定性分析方法

2.4本章小结

第3章 堆芯keff对少群宏观截面参数的敏感性分析

3.1 堆芯模型

3.1.1 AP1000堆芯模型介绍

3.1.2 PETMUS耦合CITATION程序建模

3.2堆芯keff对少群宏观截面参数的敏感性分析

3.2.1直接拟合法验证敏感性结果

3.2.2少群宏观截面敏感性结果分析

3.3 本章小结

第4章 核数据不确定性分析

4.1 AP1000堆芯keff计算不确定性分析

4.1.1 基于微扰理论的堆芯keff计算不确定性量化分析

4.1.2 基于抽样统计的堆芯keff计算不确定性量化分析

4.2 AP1000堆芯宏观参数不确定性分析

4.2.1 基于抽样统计的堆芯功率分布不确定性分析

4.2.2 基于抽样统计的堆芯通量与共轭通量不确定性分析

4.3 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