处理板状双重非均匀性系统的方法研究

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作者 李佩军 郝琛 +1 位作者 周晓宇 张智刚 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1597-1604,共8页

针对弥散颗粒空间自屏效应产生的双重非均匀性,需对处理板状双重非均匀性系统的方法进行研究。本文通过对给定算例的计算,研究了DRAGON程序的Hebert和Sanchez-Pomraning双重非均匀性模型、环形RPT方法、IRPT方法和杂交RPT方法、基于颗... 针对弥散颗粒空间自屏效应产生的双重非均匀性,需对处理板状双重非均匀性系统的方法进行研究。本文通过对给定算例的计算,研究了DRAGON程序的Hebert和Sanchez-Pomraning双重非均匀性模型、环形RPT方法、IRPT方法和杂交RPT方法、基于颗粒直径的反应性等效物理转换(DRPT)方法处理板状双重非均匀性系统的能力,并与弥散模型参考值进行对比,结果表明:使用DRAGON程序的Hebert和Sanchez-Pomraning双重非均匀性模型可能会带来较大的计算误差,具有一定的局限性;IRPT方法和杂交RPT方法在燃耗计算过程中也存在一定的计算偏差;但是,本文提出的基于颗粒直径的反应性物理等效转换方法对于板状非均匀性系统的处理具有良好的计算精度,其操作简单、效果更好且适用范围广。 展开更多

关键词 弥散颗粒 空间自屏 双重非均匀性 板状系统 DRAGON IRPT方法 杂交RPT方法 DRPT方法

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双重非均匀性对燃耗计算影响的初步分析 被引量：4

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作者 秦冬 巨海涛 +2 位作者 强胜龙 倪东洋 魏彦琴 《科技创新导报》 2015年第24期247-249,共3页

弥散燃料是一种先进的燃料元件形式,具有承受燃耗深、包容裂变产物能力强和导热性好的优点。弥散燃料栅元在栅格非均匀性之外引入了燃料芯体的非均匀性,具有双重非均匀的特性。为了控制栅元反应性,燃料芯体中可能会布置一定量的可燃毒... 弥散燃料是一种先进的燃料元件形式,具有承受燃耗深、包容裂变产物能力强和导热性好的优点。弥散燃料栅元在栅格非均匀性之外引入了燃料芯体的非均匀性,具有双重非均匀的特性。为了控制栅元反应性,燃料芯体中可能会布置一定量的可燃毒物颗粒。在计算含有可燃毒物颗粒的弥散燃料时,如果对燃料芯体采取均匀化混合处理的方式,有可能高估可燃毒物的吸收,造成一定的计算偏差。该文基于弥散型燃料,使用MOI程序对单板栅元模型进行了计算,初步分析了双重非均匀性对燃耗计算的影响。 展开更多

关键词 双重非均匀性 燃毒物颗粒 燃耗计算

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弥散燃料与可燃毒物双重非均匀性分析 被引量：2

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作者 娄磊 姚栋 +7 位作者 柴晓明 于颖锐 彭星杰 刘琨 田超 王晨琳 刘勇 谢运利 《中国核电》 2020年第1期98-103,共6页

采用传统均匀打混模型计算具有双重非均匀性的弥散燃料或可燃毒物会带来一定的计算偏差。从双重非均匀处理判定公式出发,分析弥散燃料或可燃毒物均匀打混模型计算偏差与各因素的关系,指出针对较高富集度或较大颗粒尺寸的燃料,以及相对... 采用传统均匀打混模型计算具有双重非均匀性的弥散燃料或可燃毒物会带来一定的计算偏差。从双重非均匀处理判定公式出发,分析弥散燃料或可燃毒物均匀打混模型计算偏差与各因素的关系,指出针对较高富集度或较大颗粒尺寸的燃料,以及相对较大尺寸可燃毒物颗粒,采用传统均匀打混模型会带来较大的计算偏差。RPT方法可以用来处理弥散燃料以及吸收截面不太大的可燃毒物,但对于硼和钆等吸收截面较大的毒物,RPT方法也会带来较大的计算偏差,同时对新型RPT方法进行了初步探索,虽依然不适用强吸收可燃毒物颗粒,但可以为RPT方法向强吸收体可燃毒物扩展提供思路和借鉴。 展开更多

关键词 弥散燃料 弥散可燃毒物 双重非均匀性 RPT方法

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基于子群方法的双重非均匀性共振计算方法研究 被引量：2

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作者 李颂 张乾 +6 位作者 张志俭 赵强 梁亮 梁越超 张晋超 娄磊 李满仓 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期1892-1899,共8页

为计算双重非均匀性条件下的共振截面,提出了耦合Sanchez-Pomraning方法的改进的子群方法(ISSP)。ISSP采用精细化共振能群结构来规避共振干涉处理,通过求解双重非均匀性条件下的子群固定源方程和慢化方程得到颗粒和基体等各材料的有效... 为计算双重非均匀性条件下的共振截面,提出了耦合Sanchez-Pomraning方法的改进的子群方法(ISSP)。ISSP采用精细化共振能群结构来规避共振干涉处理,通过求解双重非均匀性条件下的子群固定源方程和慢化方程得到颗粒和基体等各材料的有效共振截面,最后进行双重非均匀性条件下的输运计算。数值结果表明,与连续能量蒙特卡罗程序及超细群计算结果相比,ISSP可精确高效地计算双重非均匀性条件下的共振截面。 展开更多

关键词 共振自屏 子群方法 双重非均匀性 Sanchez-Pomraning方法

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基于SuperMC的随机介质程序在双重非均匀性问题中的应用 被引量：1

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作者 朱彤 陈玉清 +2 位作者 李昂 谢明亮 叶磊 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期126-130,共5页

与传统的棒状燃料采用单一UO2陶瓷芯体不同,弥散型板状燃料元件是将燃料微球混合在金属基体中,燃料球与基体间微观上还存在体积的非均匀性。如果不能有效处理弥散燃料的局部空间,自屏效应将对物理特性参数计算带来一定偏差。但传统确定... 与传统的棒状燃料采用单一UO2陶瓷芯体不同,弥散型板状燃料元件是将燃料微球混合在金属基体中,燃料球与基体间微观上还存在体积的非均匀性。如果不能有效处理弥散燃料的局部空间,自屏效应将对物理特性参数计算带来一定偏差。但传统确定论程序的填卡方式忽略了弥散型燃料具有双重非均匀性的特点。针对板状弥散型燃料栅元,基于SuperMC程序编写随机介质程序,分别建立体积均匀模型和颗粒模型来验证分析弥散型燃料中由空间自屏效应引起的非均匀性。结果表明,该随机介质程序用于SuperMC中,可以解决具有双重非均匀性的弥散型燃料的粒子输运数值模拟问题,再通过建立传统RPT等效模型修正燃料和基体间非均匀性带来的计算偏差。 展开更多

关键词 弥散型燃料 随机介质程序 SuperMC 双重非均匀性

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耐事故燃料双重非均匀性RPT方法研究 被引量：2

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作者 娄磊 姚栋 +7 位作者 柴晓明 于颖锐 王连杰 彭星杰 王晨琳 谢运利 刘勇 肖鹏 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第8期20-24,共5页

采用体积均匀化方法计算含有弥散燃料或弥散可燃毒物的双重非均匀性的系统会带来一定的计算偏差。传统反应性等效物理变换方法(Reactivity-equivalent Physical Transformation,RPT)可以用来处理弥散燃料以及吸收截面随燃耗变化不剧烈... 采用体积均匀化方法计算含有弥散燃料或弥散可燃毒物的双重非均匀性的系统会带来一定的计算偏差。传统反应性等效物理变换方法(Reactivity-equivalent Physical Transformation,RPT)可以用来处理弥散燃料以及吸收截面随燃耗变化不剧烈的可燃毒物,但对于硼等吸收截面随燃耗变化剧烈的可燃毒物,传统RPT方法也会带来较大的计算偏差。本文对新型RPT方法进行了初步探索,使其不仅适用于传统RPT方法适用的弥散燃料和弥散可燃毒物类型,也适用于硼等吸收截面随燃耗变化相对剧烈的可燃毒物,为RPT方法的扩展和应用提供思路和借鉴。 展开更多

关键词 耐事故燃料 双重非均匀性 传统RPT方法 新型RPT方法

原文传递

弥散颗粒系统双重非均匀性物理边界研究 被引量：1

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作者 娄磊 柴晓明 +7 位作者 姚栋 李满仓 陈亮 刘晓黎 张宏博 李司南 唐霄 周楠 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S02期82-88,共7页

弥散颗粒系统由于双重非均匀性而无法用传统中子学计算程序描述,直接采用体积均匀化方法处理会带来反应性计算偏差。本文通过分析弥散颗粒燃料及不同类型弥散颗粒可燃毒物的体积均匀化反应性计算偏差及其与光学长度的关系,提出将计算偏... 弥散颗粒系统由于双重非均匀性而无法用传统中子学计算程序描述,直接采用体积均匀化方法处理会带来反应性计算偏差。本文通过分析弥散颗粒燃料及不同类型弥散颗粒可燃毒物的体积均匀化反应性计算偏差及其与光学长度的关系,提出将计算偏差的影响因素整合为修正光学长度,提出了弥散颗粒系统双重非均匀性的物理边界,当修正光学长度大于10^(−4)时,体积均匀化方法的反应性计算偏差将大于100pcm(1pcm=10^(−5)),需要考虑弥散颗粒系统的双重非均匀性。 展开更多

关键词 弥散颗粒系统 双重非均匀性 物理边界 体积均匀化 反应性计算偏差 光学长度 修正光学长度

原文传递

弥散颗粒燃料及可燃毒物双重非均匀特性初步研究

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作者 娄磊 柴晓明 +5 位作者 姚栋 陈亮 刘晓黎 李司南 唐霄 张策 《中国核电》 2022年第4期610-617,共8页

弥散颗粒燃料及可燃毒物由于其固有安全性及自屏效应而被广泛关注,但其双重非均匀性为中子学计算带来挑战。为了研究弥散颗粒系统的双重非均匀性大小,评价体积均匀化方法的适用性,本文针对弥散不同类型、不同相体积、不同颗粒尺寸的颗... 弥散颗粒燃料及可燃毒物由于其固有安全性及自屏效应而被广泛关注,但其双重非均匀性为中子学计算带来挑战。为了研究弥散颗粒系统的双重非均匀性大小,评价体积均匀化方法的适用性,本文针对弥散不同类型、不同相体积、不同颗粒尺寸的颗粒以及不同富集度燃料基体的栅元系统进行了分析,评价栅元系统的颗粒模型与体积均匀化模型在零燃耗下的反应性偏差。分析结果显示,对于弥散燃料颗粒,体积均匀化方法的计算偏差随弥散颗粒尺寸的增加、燃料富集度的增加、以及弥散颗粒相体积的减小而增大;对于弥散可燃毒物颗粒,体积均匀化方法的计算偏差随弥散颗粒的颗粒尺寸的增加、基体燃料富集度的减小、弥散颗粒相体积的增加、以及弥散颗粒吸收截面的增大而增大。同时本文给出了弥散颗粒的双重非均匀性大小的大致顺序,针对双重非均匀性最小和最大的两种毒物颗粒也进行了详细分析,给出了是否需要考虑其双重非均匀性的大致判定条件,为弥散颗粒系统的数值计算提供指导。 展开更多

关键词 弥散颗粒燃料 弥散颗粒可燃毒物 双重非均匀性 体积均匀化方法 反应性计算偏差

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双重非均匀弥散燃料RPT方法分析

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作者 娄磊 姚栋 +2 位作者 柴晓明 于颖锐 彭星杰 《科技创新导报》 2018年第21期79-81,共3页

采用传统均匀打混模型计算具有双重非均匀性的弥散燃料会带来一定的计算偏差。本文根据双重非均匀处理判定公式,分析弥散燃料均匀打混模型计算偏差与各因素的关系,指出针对较高富集度或较大颗粒尺寸的燃料,采用传统均匀打混模型会带来... 采用传统均匀打混模型计算具有双重非均匀性的弥散燃料会带来一定的计算偏差。本文根据双重非均匀处理判定公式,分析弥散燃料均匀打混模型计算偏差与各因素的关系,指出针对较高富集度或较大颗粒尺寸的燃料,采用传统均匀打混模型会带来较大的计算偏差。然后采用RPT方法对不同富集度和不同颗粒尺寸的弥散燃料进行分析,结果显示RPT方法可以用于双重非均匀性的弥散燃料的计算分析,且计算精度与颗粒模型相当。 展开更多

关键词 弥散燃料 双重非均匀性 RPT方法

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核数据对球床式高温气冷堆燃料元件中子学特性的影响 被引量：1

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作者 王黎东 郭炯 +2 位作者 李富 Jason Hou Kostadin Ivanov 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期1591-1598,共8页

球床式高温气冷堆采用了球形燃料元件,燃料区域由石墨基体和弥散在其中的包覆燃料颗粒构成,其外有与石墨基体相同材料的包壳;燃料球堆叠成填充率约为0.61的球床式堆芯活性区。在堆芯物理计算中,必须考虑其特殊的双重非均匀性结构对共振... 球床式高温气冷堆采用了球形燃料元件,燃料区域由石墨基体和弥散在其中的包覆燃料颗粒构成,其外有与石墨基体相同材料的包壳;燃料球堆叠成填充率约为0.61的球床式堆芯活性区。在堆芯物理计算中,必须考虑其特殊的双重非均匀性结构对共振计算的影响。此外,由于石墨起到了中子慢化和结构材料的重要作用,其截面参数的准确性对共振计算和临界计算均有很大影响。本文采用蒙特卡罗中子输运计算程序SCALE/KENO-Ⅵ和Serpent-2,对比分析了ENDF/B Ⅶ.0和ENDF/B Ⅶ.1版本核数据库对不同燃料模型的有效增殖因数(keff)及反应率的影响,并进一步比较了不同双重非均匀性处理方法对计算结果的影响。结果表明,由于石墨吸收率增大,使用ENDF/B Ⅶ.1版本核数据库所得keff小于使用ENDF/B Ⅶ.0版本核数据库的结果,且计算模型中石墨材料越多,计算结果相差越大:对于包覆颗粒模型差别约为200pcm,对于燃料元件约为700pcm,对于堆芯单元约为1 600pcm。SCALE/KENO-Ⅵ程序使用DOUBLEHET模型进行多群蒙特卡罗计算所得结果与连续能量模型计算结果吻合良好,且计算效率高,对燃料球模型而言可节省约85%的计算时间。 展开更多

关键词 ENDF/B Ⅶ.1 SCALE Serpent-2 高温气冷堆 双重非均匀性

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球床型固体燃料熔盐堆计算软件开发 被引量：5

11

作者 庄坤 曹良志 +1 位作者 吴宏春 郑友琦 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第B12期463-466,共4页

熔盐堆是第四代核能系统中唯一的液体燃料反应堆,在安全性、经济性、核不扩散、核废料嬗变和钍燃料增殖特性方面与其他反应堆相比具有很大的优势。目前国内的熔盐堆主要有两种堆型:液态燃料熔盐堆和球床式固体燃料熔盐堆。本文考虑到球... 熔盐堆是第四代核能系统中唯一的液体燃料反应堆,在安全性、经济性、核不扩散、核废料嬗变和钍燃料增殖特性方面与其他反应堆相比具有很大的优势。目前国内的熔盐堆主要有两种堆型:液态燃料熔盐堆和球床式固体燃料熔盐堆。本文考虑到球床熔盐堆燃料球的双重非均匀性特点研究了其组件均匀化方法。基于SISXTUS三维六角形节块程序开发了堆芯燃料管理程序BORAGE,并进行了数值验证。验证结果表明,本文所开发的程序具有很好的精度和效率,可用于熔盐堆稳态计算。 展开更多

关键词 熔盐堆 堆芯燃料管理 六角形节块 双重非均匀性

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弥散颗粒对中子学计算影响的初步分析

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作者 秦冬 张知竹 +2 位作者 倪东洋 巨海涛 于颖锐 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期470-475,共6页

弥散颗粒燃料是一种先进的燃料元件形式,双重非均匀性是它的固有特性。本文基于弥散型燃料,使用MCNP程序对不同燃料颗粒直径、燃料富集度、燃料相体积、可燃毒物颗粒直径和可燃毒物类型的板栅元进行了分析,研究了双重非均匀性对中子学... 弥散颗粒燃料是一种先进的燃料元件形式,双重非均匀性是它的固有特性。本文基于弥散型燃料,使用MCNP程序对不同燃料颗粒直径、燃料富集度、燃料相体积、可燃毒物颗粒直径和可燃毒物类型的板栅元进行了分析,研究了双重非均匀性对中子学计算的影响,指出双重非均匀性在一定的尺寸下,对于纯燃料芯体板栅元影响较小,对含有弥散可燃毒物的板栅元影响较大,在反应性计算、临界安全分析时必须加以考虑。 展开更多

关键词 弥散颗粒 双重非均匀性 可燃毒物 计算模型

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空间离散对弥散颗粒燃料燃耗计算的影响

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作者 娄磊 张云飞 +5 位作者 李满仓 张乾 李颂 梁越超 赵强 张志俭 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期856-864,共9页

单栅元燃耗计算是全堆芯燃耗计算的基础,栅元空间离散对燃耗计算的结果有显著影响。弥散颗粒燃料由于双重非均匀性的存在,空间离散的情况更为复杂。本文基于ALPHA组件程序,分析了颗粒在平源区上归类的宏观离散方案与颗粒内部细分燃耗区... 单栅元燃耗计算是全堆芯燃耗计算的基础,栅元空间离散对燃耗计算的结果有显著影响。弥散颗粒燃料由于双重非均匀性的存在,空间离散的情况更为复杂。本文基于ALPHA组件程序,分析了颗粒在平源区上归类的宏观离散方案与颗粒内部细分燃耗区的微观离散方案对弥散颗粒燃料燃耗计算的影响。算例包括无毒物的UC颗粒单栅元,含Gd_(2)O_(3)层的QUADRISO颗粒单栅元和含UC颗粒与Gd_(2)O_(3)毒物颗粒的双颗粒单栅元。数值结果表明,无毒物栅元宏观需分3圈以上,含Gd_(2)O_(3)栅元宏观需分5圈以上;无毒物算例微观不需要分圈,含Gd_(2)O_(3)层的QUADRISO颗粒需在微观燃料区细分2圈,双颗粒问题的Gd_(2)O_(3)毒物颗粒微观需分12~15圈。 展开更多

关键词 双重非均匀性 燃耗计算 弥散颗粒燃料 空间离散

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全陶瓷微密封燃料有效多群截面计算方法研究 被引量：5

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作者 尹文 祖铁军 +1 位作者 贺清明 曹良志 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1165-1172,共8页

全陶瓷微密封(FCM)燃料是一种弥散颗粒燃料。由于弥散颗粒燃料存在双重非均匀性,传统的确定论方法及蒙特卡罗方法皆难以处理这种双重非均匀效应以获得有效多群截面。本文基于超细群方法建立FCM燃料的有效多群截面计算方法。为描述燃料棒... 全陶瓷微密封(FCM)燃料是一种弥散颗粒燃料。由于弥散颗粒燃料存在双重非均匀性,传统的确定论方法及蒙特卡罗方法皆难以处理这种双重非均匀效应以获得有效多群截面。本文基于超细群方法建立FCM燃料的有效多群截面计算方法。为描述燃料棒内TRISO颗粒的非均匀性,在共振能量段,通过采用超细群方法求解包含TRISO颗粒的一维球模型得到超细群缺陷因子,通过超细群缺陷因子修正所有核素的超细群截面即可将颗粒和基质均匀化。由于TRISO颗粒在热能区也存在较强的自屏效应,在热能区,利用穿透概率及碰撞概率等价得到多群缺陷因子,通过多群缺陷因子修正所有核素的多群截面将燃料和基质均匀化。均匀化后的FCM燃料组件即可视为普通压水堆燃料组件进行共振计算。利用丹可夫修正因子等价得到FCM燃料组件各燃料棒的等效一维棒模型,对一维棒模型求解超细群慢化方程从而得到共振能量段的有效自屏截面。数值结果表明,该方法能有效处理FCM燃料的双重非均匀性,得到精确的有效自屏截面。 展开更多

关键词 FCM燃料 超细群方法 双重非均匀性 自屏计算 缺陷因子

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氟盐冷却球床堆球栅元少群截面计算 被引量：2

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作者 戴明 朱贵凤 +3 位作者 戴叶 于世和 邹杨 余笑寒 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第B05期100-106,共7页

氟盐冷却球床堆经10余年的发展,已逐步由预概念设计走向试验堆基准设计。本文采用确定论软件中的碰撞概率法模块对氟盐冷却球床堆球栅元建模,计算了其无穷增殖因数,少群均匀化总截面、俘获截面和裂变截面,并使用连续能量蒙特卡罗软件验... 氟盐冷却球床堆经10余年的发展,已逐步由预概念设计走向试验堆基准设计。本文采用确定论软件中的碰撞概率法模块对氟盐冷却球床堆球栅元建模,计算了其无穷增殖因数,少群均匀化总截面、俘获截面和裂变截面,并使用连续能量蒙特卡罗软件验证与分析。其中使用基于碰撞概率法的共振处理程序直接求解共振能区超精细群慢化方程,很好地处理了氟盐冷却球床堆的球型燃料元件所构成的双重非均匀系统。结果表明:确定论软件中碰撞概率法模块的计算结果与蒙特卡罗软件结果吻合,适用于对氟盐冷却球床堆进行少群截面加工。 展开更多

关键词 双重非均匀性 氟盐冷却球床堆 少群截面加工 蒙特卡罗方法

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基于改进缺陷因子方法的FCM燃料有效多群截面计算方法研究

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作者 易思宇 刘宙宇 尹文 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期68-79,共12页

全陶瓷微胶囊封装(FCM)燃料是重要的候选事故容错燃料,与传统燃料相比,FCM燃料的双重非均匀性使得其有效多群截面计算面临较大的挑战。本文提出一种改进的缺陷因子方法来处理FCM燃料在共振能区和非共振能区的自屏效应,实现FCM燃料的等... 全陶瓷微胶囊封装(FCM)燃料是重要的候选事故容错燃料,与传统燃料相比,FCM燃料的双重非均匀性使得其有效多群截面计算面临较大的挑战。本文提出一种改进的缺陷因子方法来处理FCM燃料在共振能区和非共振能区的自屏效应,实现FCM燃料的等效均匀化。通过颗粒丹可夫因子守恒来构建新的等效模型以克服传统的体积权重等效模型无法考虑燃料棒间自屏的影响;在共振能量段,基于新的等效一维球模型求解超细群慢化方程获得共振能量段的超细群缺陷因子;在非共振能量段,利用新等效模型的特征值计算获得快群和热群的多群缺陷因子;在此基础上实现FCM燃料棒的等效均匀化。本方法已在高保真中子学程序NECP-X上实现,并在一系列工况下进行了测试,与蒙特卡罗程序的比较表明,本方法能处理不同情况下的双重非均匀性,并可获得准确的有效自屏截面。 展开更多

关键词 FCM燃料 均匀化有效自屏截面 双重非均匀性 缺陷因子方法 丹可夫因子

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