【摘要】：燃耗計算是反應(yīng)堆設(shè)計分析以及燃料管理的關(guān)鍵環(huán)節(jié),同時也是反應(yīng)堆燃耗信任制技術(shù)應(yīng)用及乏燃料后處理的基礎(chǔ)。由于反應(yīng)堆技術(shù)的發(fā)展,反應(yīng)堆的幾何結(jié)構(gòu)和材料組成愈發(fā)復(fù)雜,導(dǎo)致難以對其進(jìn)行精確燃耗計算,因此,發(fā)展先進(jìn)燃耗計算方法成為重要研究課題。蒙特卡羅(蒙卡)燃耗計算方法具有蒙卡輸運方法幾何適應(yīng)性強的特點,能夠處理復(fù)雜的幾何模型,是目前國內(nèi)外的研究熱點。本文在中國科學(xué)院核能安全技術(shù)研究所·FDS團(tuán)隊自主研發(fā)的超級蒙特卡羅核計算仿真軟件系統(tǒng)SuperMC的基礎(chǔ)上,開展了蒙卡燃耗計算方法的研究工作。蒙卡燃耗計算是蒙卡粒子輸運計算與點燃耗計算的相互耦合,其中點燃耗算法的選取直接影響到計算結(jié)果的精度。在目前國內(nèi)外發(fā)展的點燃耗算法中,基于切比雪夫有理逼近方法(CRAM)的點燃耗算法具有計算精度高、計算速度快的特點,是一種較為先進(jìn)的方法。本文選取CRAM點燃耗算法進(jìn)行蒙卡燃耗計算的研究工作。首先,在充分研究點燃耗計算理論的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)CRAM點燃耗計算功能；然后,通過耦合輸運計算與點燃耗計算實現(xiàn)了蒙卡燃耗計算功能,重點針對材料中裂變產(chǎn)物和嬗變產(chǎn)物的預(yù)處理以及點燃耗參數(shù)的計算進(jìn)行了研究,并發(fā)展了基于廣度優(yōu)先搜索的子核判斷方法。同時,本文采用基于桶排序的能量查找方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的統(tǒng)一能量網(wǎng)格方法,在保證計算速度的同時減少了內(nèi)存消耗,能夠支持多燃耗區(qū)模型的高效計算。此外,由于采取程序內(nèi)置點燃耗計算模塊的內(nèi)耦合方式,較傳統(tǒng)上使用第三方接口調(diào)用獨立輸運計算程序和點燃耗計算程序的外耦合方式更為靈活。為驗證本文實現(xiàn)的蒙卡燃耗計算方法的準(zhǔn)確性,分別采用歐洲經(jīng)合組織核能署發(fā)布的OECD/NEA壓水堆柵元基準(zhǔn)題以及沸水堆組件基準(zhǔn)題、美國Westinghouse公司標(biāo)準(zhǔn)壓水堆柵元例題、國際原子能機構(gòu)IAEA發(fā)布的IAEA-ADS國際基準(zhǔn)題對本方法進(jìn)行了測試。通過與國際上公布的結(jié)果比較,初步證明了本方法的準(zhǔn)確性。本文發(fā)展的蒙卡燃耗計算方法能夠較好地支持反應(yīng)堆的設(shè)計與分析。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TL329

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本文編號：2637029