【摘要】：隨著核電“走出去”戰(zhàn)略步伐的加快,核動力廠安全分析用計算機軟件的自主化日益重要,目前國內(nèi)三大核電集團均在開發(fā)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的核動力廠安全分析用計算機軟件,國家核安全局已將核動力廠安全分析用計算機軟件評價作為一項基礎(chǔ)性工作,環(huán)保部提出了“核動力廠安全分析用計算機軟件評估數(shù)據(jù)共享平臺”項目,將使用驗證后的基準(zhǔn)題庫來支持國內(nèi)其他自主化軟件的確認(rèn)與評估。項目規(guī)定所有基準(zhǔn)題必須來源于正規(guī)的途徑,如公開發(fā)表的文獻(xiàn)或自主開展的實驗等,本文通過調(diào)研大量公開發(fā)表的各種文獻(xiàn),獲得了一定數(shù)量的基準(zhǔn)題,同時項目規(guī)定驗證基準(zhǔn)題正確性的程序不能帶有版權(quán)爭議,所以我們選擇了開源的蒙卡程序Open MC來進(jìn)行驗證。本文基于Open MC開展了基準(zhǔn)題驗證工作并得到了相關(guān)結(jié)論:(1)對Open MC的編譯進(jìn)行了研究,分析Open MPI、Mpich及HDF5的各版本輔助程序?qū)pen MC的支持情況,確定了軟件版本之間的匹配作為后續(xù)驗證實驗基準(zhǔn)的工具。(2)對ICSBEP(The International Criticality Safety Benchmark Evaluation Project)基準(zhǔn)題的正確性進(jìn)行臨界基準(zhǔn)驗證�；陂_源網(wǎng)站上的111道MCNP測試算例獲得幾何參數(shù),使用Open MC對其進(jìn)行建模并與文獻(xiàn)值進(jìn)行校核計算,其中67道基準(zhǔn)題模擬值與實驗值吻合較好,驗證了軟件計算的正確性,同時說明了基準(zhǔn)題數(shù)據(jù)的可靠性,這些基準(zhǔn)題可以納入數(shù)據(jù)平臺用于新開發(fā)的軟件的驗證,而吻合不好的44道例題建議不納入數(shù)據(jù)平臺。(3)對全堆芯基準(zhǔn)模型進(jìn)行臨界基準(zhǔn)驗證,選取了Hoogenboom全堆模型進(jìn)行建模及臨界計算,以文獻(xiàn)發(fā)布的MCNP結(jié)果作為校對值,結(jié)果為Open MC計算值與校對值在誤差范圍內(nèi),驗證了Hoogenboom全堆芯基準(zhǔn)模型數(shù)據(jù)的正確性,可以納入數(shù)據(jù)平臺用于新開發(fā)軟件的臨界基準(zhǔn)驗證。(4)對SINBAD 97基準(zhǔn)題庫中Winfrith水基準(zhǔn)題進(jìn)行屏蔽基準(zhǔn)驗證,結(jié)果為Open MC計算值及實驗值滿足相對偏差小于20%的要求,驗證了計算的正確性,同時也驗證了屏蔽基準(zhǔn)題數(shù)據(jù)的可靠性。證明了Winfrith水基準(zhǔn)題可以納入數(shù)據(jù)平臺對于水截面,能量范圍為0.93Me V-8.825Me V計算軟件的屏蔽基準(zhǔn)驗證。上述工作提供了驗證后的基準(zhǔn)題庫并納入數(shù)據(jù)平臺,這將支持國內(nèi)其他自主化軟件的確認(rèn)與評估。
【圖文】：

后的基準(zhǔn)題庫來支持國內(nèi)其他自主化軟件的確認(rèn)與評估，我們對基準(zhǔn)題數(shù)據(jù)的正確性進(jìn)行驗證。粒子輸運的蒙特卡羅方法與核聚變是兩種截然不同的核反應(yīng)，，同屬于原子范疇的物理反指如235U 等物質(zhì)與中子碰撞，使235U 分裂為多種原子核及中量的釋放。聚變是太陽上的典型核反應(yīng)，小型的原子核之間相的原子核同時伴隨巨額能量的釋放。聚變能由于技術(shù)難度較大階段。因此，截至目前正常使用的反應(yīng)堆均為裂變反應(yīng)堆[3]。理論較多而且復(fù)雜，想弄清楚核反應(yīng)堆運行時內(nèi)部的各種原子要清楚各個粒子如中子在反應(yīng)堆中的粒子輸運情況，在圖 1.1子的輸運過程，為了讓核反應(yīng)堆正常、高效的運行，就一定要這是判斷核反應(yīng)堆能否正常運行的基石。

圖 1.2 蒙卡方法模擬中子輸運流程圖卡方法作為一種基于概率統(tǒng)計的粒子輸運模擬方法，其計算過程反應(yīng)的物理機制，能精確描述及處理模型幾何，可解決多維度問何多樣、能譜復(fù)雜、變量繁多等處理需求的反應(yīng)堆物理計算問題有計算準(zhǔn)確度高，能較準(zhǔn)確的模擬粒子的物理參數(shù)及輸運過程、受幾何條件限制小、收斂速度與維度無關(guān)等優(yōu)點[7]。蒙卡方法可點截面，從而避免分群近似，具有較高的計算精度，此外，蒙卡并行特性[8]。蒙卡方法逐漸成為核能系統(tǒng)研究領(lǐng)域的關(guān)鍵工具�？ㄝ斶\程序國內(nèi)外研究現(xiàn)狀卡軟件近年來有著巨大發(fā)展，許多國家都推出了用于粒子輸運模序，見表 1.1。
【學(xué)位授予單位】：南華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM623

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2612884