【摘要】：近年來核能大開發(fā)對核數(shù)據(jù)的數(shù)量與種類的需求越來越廣泛。中子核反應(yīng)截面的評價協(xié)方差與核裝置設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性和安全性密切相關(guān)，是當(dāng)前第四代核反應(yīng)堆設(shè)計研究中重要的輸入?yún)⒘俊Ｕ_的核反應(yīng)截面協(xié)方差有助于工程設(shè)計人員在合理的范圍內(nèi)調(diào)整微觀反應(yīng)截面以減小宏觀積分量的不確定度。核反應(yīng)截面協(xié)方差評價工作需要涉及核反應(yīng)實驗測量與理論模型等多方面信息，因此其評價方法從上個世紀(jì)七十年代開始一直是國際核數(shù)據(jù)研究領(lǐng)域的熱點與難點課題。 鋯合金是核反應(yīng)堆設(shè)計中理想的結(jié)構(gòu)材料，我國中子核數(shù)據(jù)評價庫（CENDL）缺少鋯的協(xié)方差數(shù)據(jù)。本論文旨在2009年最新釋放的CENDL3.1庫的理論模型參數(shù)基礎(chǔ)上，結(jié)合實驗數(shù)據(jù)評價和確定論最小二乘的協(xié)方差計算方法給出鋯中子評價截面的協(xié)方差文檔。 我們在CENDL3.1入庫的n+90,91,92,93,94,95,96Zr核反應(yīng)理論模型參數(shù)基礎(chǔ)上，由中國核數(shù)據(jù)中心（CNDC）研制的結(jié)構(gòu)材料核核反應(yīng)截面模型參數(shù)靈敏度計算程序—SEMAW，計算了鋯元素7個同位素的參數(shù)靈敏度，工作中我們同時對n+Zr的11個反應(yīng)截面、以及包含光學(xué)模型、復(fù)合核模型和直接反應(yīng)模型在內(nèi)的36個參數(shù)的靈敏度開展了討論，分析給出靈敏度數(shù)值計算中參數(shù)變化步長比例因子的選取結(jié)果、各個反應(yīng)道敏感參數(shù)的選取結(jié)果等，為確定論最小二乘法計算鋯快中子核反應(yīng)截面協(xié)方差提供必要的靈敏度矩陣（F）。 接下來本工作針對90Zr（鋯最主要的穩(wěn)定天然同位素核，豐度為51.45%）的主要中子出射道(n,2n)和(n,inl)的截面協(xié)方差開展研究。由于90Zr(n,2n)89Zr的實驗數(shù)據(jù)比較豐富，因此我們首先總結(jié)了實驗中子核數(shù)據(jù)庫（EXFOR）中包含的該反應(yīng)截面活化測量的統(tǒng)計誤差與各類系統(tǒng)誤差，結(jié)合該反應(yīng)的具體特點，分析了包括中子源、樣品、監(jiān)視器、探測器以及剩余核活度等系統(tǒng)誤差的來源與關(guān)聯(lián)性，得到了反應(yīng)道90Zr(n,2n)89Zr的實驗數(shù)據(jù)截面協(xié)方差Vn,2n。 考慮到90Zr(n,inl)90Zr反應(yīng)截面缺乏實驗測量數(shù)據(jù)，因此該反應(yīng)截面協(xié)方差評價時我們采用確定論最小二乘協(xié)方差計算方法，結(jié)合前面工作得到的Fn,2n和Vn,2n計算了理論模型參數(shù)的協(xié)方差Vc，再由90Zr(n,inl)90Zr的參數(shù)靈敏度Fn,inl和Vc就導(dǎo)出了本工作所求的非彈反應(yīng)截面的協(xié)方差Vn,inl。由于CENDL3.1庫中該反應(yīng)截面是由理論模型計算給出的，因此本工作評價所得Vn,inl不僅包含了理論模型的不確定度，同時包含了其競爭反應(yīng)道90Zr(n,2n)89Zr的截面協(xié)方差的約束。 本工作根據(jù)不同的反應(yīng)類型使用不同的截面協(xié)方差評價手段，采用的方法對于其它核素和反應(yīng)道的截面協(xié)方差評價具有普適性。90Zr(n,2n)89Zr和90Zr(n,inl)90Zr的截面協(xié)方差將被收錄入中國評價中子數(shù)據(jù)庫，可應(yīng)用于我國第四代核反應(yīng)堆相關(guān)設(shè)計研究中以及與國際協(xié)方差工作比對。
【學(xué)位授予單位】：山西師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：O571.5
【圖文】：

n+90 96Zr 反應(yīng)的普適光學(xué)模型參數(shù)（入射中子能量小于 20 MeV ） Optical Mode Parameters Value Optical Mode Parameters ValueV0V1V2V3V4W0W1W2U0U1U254.8960-0.38660.0061-24.0000.00009.5198-0.1883-12.0000-1.52020.2234-0.0006rrrsrVarasaVrcVsorsoaso1.17661.24171.46910.78610.47000.40011.25005.51801.24230.6525

題中的合理性做過簡單分析，討論了哪個公式所得結(jié)果與解析結(jié)果最接近，具體請參考附錄 C。3.3 靈敏度計算程序簡介本工作的靈敏度計算程序 SEMAW 是在 UNF 與 DWUCK4 程序基礎(chǔ)上構(gòu)建的，可以實現(xiàn)兩個程序所得數(shù)值結(jié)果之間的自動連接，利用已調(diào)節(jié)好的模型參數(shù)來計算靈敏度矩陣。具體介紹如下：（1） 在 UNF 程序中增加了 SENSIT 模塊計算靈敏度矩陣，該模塊可以計算光學(xué)模型與復(fù)合核模型中的任意參數(shù)對任意反應(yīng)道、任意入射能量（入射能量低于 20MeV）的靈敏度矩陣元。（2） 在 DWUCK4 程序中增加了靈敏度矩陣計算功能，可計算光學(xué)模型與直接非彈反應(yīng)的模型參數(shù)對任意分立能級的非彈反應(yīng)、任意入射能量的靈敏度矩陣元。（3） DWUCK4 與 UNF 程序靈敏度計算功能自動連接，這樣做使得在各個反應(yīng)道的靈敏度矩陣計算結(jié)果中包含了由模型參數(shù)變化而引起的直接非彈截面變化的貢獻(xiàn)。圖 3-2 和圖 3-3 分別是理論模型參數(shù)靈敏度計算程序——SEMAW 的結(jié)構(gòu)圖及其簡圖。

圖 3-3 理論模型參數(shù)靈敏度計算程序——SEMAW 的簡圖3.4 計算過程與結(jié)果討論3.4.1 n+90-96Zr 模型參數(shù)對反應(yīng)截面的靈敏度計算本工作中使用 3.3 節(jié)中介紹的靈敏度計算程序 SEMAW 對90-96Zr 快中子核反應(yīng)的 11 個反應(yīng)道進(jìn)行了計算，這 11 個反應(yīng)道依次為(n,tot)、(n,el)、(n,non)、(n,2n)、(n,inl)、(n, )、(n,p)、(n, )、(n,np)、(n,n )、(n,3n)。針對每個反應(yīng)道均采用了 36 個理論模型參數(shù)、1~20MeV 能區(qū)的 17 個入射能點、16 個參數(shù)變化步長比例因子 DIFF。（1） SEMAW 程序中包含了 36 個理論模型參數(shù)，對于中重核而言，這 36 個參數(shù)是其快中子核反應(yīng)理論模型計算中比較靈敏的參數(shù)，分別為：12 個中子光參：U0(n)、V0(n)、V1(n)、V2(n)、Vso(n)、Wo(n)、rr(n)、ar(n)、as(n)、aso(n)、aV(n)、rV(n)；5 個質(zhì)子光參：V0(p)、W0(p)、rr(p)、ar(p)、as(p)；3 個4He 光參：U0( )、rr( )、ar( )；

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

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本文編號：2781969