一致性PN快堆散射截面制作方法研究

摘要

由于快堆可以大大提高铀资源的利用效率，以及在嬗变长寿命核废料方面的优势，受到国际上越来越多的关注。在快堆物理计算中，由于中子能量较高，中子各向异性较强。产生供快堆堆芯计算使用的考虑各向异性修正的高精度少群截面，对快堆的设计具有重要意义。本论文基于ENDF/B-VII.1评价核数据库制作了各个核素的2082超精细能群的中子截面，然后利用自主研发的基于确定论方法的快堆多群截面生成程序MGGC，制作完成了铅基快堆RBEC-M和钠冷快堆ZPR6A7的截面，并进行了测试和验证。为了制作一致性的少群230群截面，在MGGC程序中内置了基于一致性PN方法的中子输运方程求解模块。该模块主要功能是求解一致性PN方程，同时通过泄漏修正的方法考虑几何效应对能谱的影响，从而得到一致的中子通量密度和中子通量矩，进而利用此中子通量密度和中子通量矩产生一致的各阶中子截面。同时MGGC还具有同一区域分核素设置温度功能，以解决截面制作过程中温度一致性问题。为了验证以上快堆截面制作方法的可行性和精度，本文采用国际铅基快堆RBEC-M基准题和钠冷快堆ZPR6A7基准题进行了验证。计算结果表明:对于铅铋快堆RBEC-M基准题，230群多群截面计算结果与cosRMC蒙卡连续点截面计算的Keff的结果相比仅有57pcm的差别。对于铅铋快堆RBEC-M基准题，功率的计算结果的最大偏差约为0.5％，对于ZPR6A7基准题基准题堆芯功率计算偏差稍大，最大约为4.5％。对以上两个基准题，一致性P1近似、一致性P1扩展到N近似和一致性PN近似计算精度相当。综上所述，本文提出的快堆截面制作方法是可行的，利用NJOY和自主开发的快堆多群截面产生程序MGGC产生的截面具有较高精度，未来将采用更多的基准题来验证程序的工程适用性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 输运方程求解

1．2．2 球谐函数方法计算中子通量密度

1．3 论文主要研究内容

第2章 一致性PN快堆截面制作方法

2．1 快堆群常数制作

2．2 快堆截面预处理

2．3 快堆截面并群方法

2．4 一致性PN方法的理论基础

2．4．1 一致性PN方法

2．4．2 基于一致性PN方法的中子通量密度计算模块的研发

2．5 本章小结

第3章 基于超精细能群方法的快堆截面生成程序MGGC

3．1 快堆多群截面生成程序MGGC

3．1．1 散射截面的输运近似

3．1．2 核素干涉效应

3．1．3 散射矩阵与吸收截面的计算

3．1．4 弹性散射修正

3．1．5 截面处理与反应道之间的关系

3．1．6 输运截面及吸收截面并群方法

3．1．7 ISOTXS格式数据库

3．2 临界基准计算结果展示

3．3 本章小结

4．1 概述

4．2 REBUS程序介绍

4．3 铅基快堆基准验证

4．3．1 中子通量密度计算结果验证分析

4．3．2 并群对Keff和功率分布影响

4．3．3 不同近似方法结果对比

4．4 钠冷快堆基准验证

4．5 本章小结

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢