以TOPAZ-Ⅱ反應(yīng)堆為代表的空間核反應(yīng)堆布局緊湊、具有超熱中子譜、不規(guī)則幾何結(jié)構(gòu)和長(zhǎng)期不換料運(yùn)行的特點(diǎn)。本文計(jì)算了TOPAZ-Ⅱ反應(yīng)堆的燃耗問(wèn)題,并進(jìn)行對(duì)比和分析。基于MCMG-Ⅱ和STEP1.0的蒙特卡羅輸運(yùn)-燃耗耦合計(jì)算系統(tǒng)采用幾何體描述建模,能夠描述TOPAZ-Ⅱ反應(yīng)堆中的復(fù)雜不規(guī)則幾何,解決小型反應(yīng)堆非均勻效應(yīng),截面庫(kù)采用連續(xù)能量描述,適應(yīng)不同中子能譜。根據(jù)TOPAZ-Ⅱ反應(yīng)堆模型參數(shù)和運(yùn)行功率歷史進(jìn)行模擬,采用臨界計(jì)算和燃耗計(jì)算的耦合迭代,完成了整個(gè)運(yùn)行周期的燃耗計(jì)算。主要核素的計(jì)算結(jié)果與已有數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比,驗(yàn)證了程序的正確性。結(jié)果表明,基于MCMG-Ⅱ和STEP1.0的輸運(yùn)-燃耗耦合系統(tǒng)能夠正確計(jì)算以TOPAZ-Ⅱ反應(yīng)堆為代表的小型復(fù)雜結(jié)構(gòu)空間反應(yīng)堆的燃耗問(wèn)題。 

【文章來(lái)源】：核動(dòng)力工程. 2020,41(S1)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

TOPAZ-Ⅱ反應(yīng)堆芯結(jié)構(gòu)

燃耗計(jì)算為多群燃耗程序STEP1.0[2]，采用線性核素鏈解析計(jì)算模式[3]與蒙特卡羅程序MCMG-Ⅱ[4]形成耦合系統(tǒng)。耦合方式為外耦合，程序之間的參數(shù)轉(zhuǎn)換與傳遞，以及整個(gè)耦合迭代流程的控制均采用Python語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)[5]。耦合系統(tǒng)能夠根據(jù)TOPAZ-Ⅱ反應(yīng)堆的幾何結(jié)構(gòu)、能譜分布與變化、輻照時(shí)間、燃耗分區(qū)自動(dòng)進(jìn)行燃耗計(jì)算和更新。同時(shí)，采用多群燃耗計(jì)算，更能夠適用于非典型反應(yīng)堆的中子譜，擴(kuò)展了計(jì)算能力。采用所開(kāi)發(fā)的輸運(yùn)-燃耗耦合系統(tǒng)對(duì)TOPAZ-Ⅱ反應(yīng)堆燃耗問(wèn)題進(jìn)行模擬計(jì)算。計(jì)算模型如圖2所示。TOPAZ-Ⅱ反應(yīng)堆基本參數(shù)如表1所示。2 TOPAZ-II反應(yīng)堆能譜分析與對(duì)比

3個(gè)分區(qū)中燃料元件相對(duì)中子注量率對(duì)比如圖3所示。從圖3可看出，位于堆芯中心的燃料元件總中子注量率最高，而外圍燃料元件中子注量率略低，最大相差在20%以內(nèi)。TOPAZ-Ⅱ反應(yīng)堆通過(guò)燃料元件之間的間距來(lái)調(diào)整氫化鋯慢化劑的比例，從而達(dá)到徑向功率展平。隨著外圍燃料元件的間距增大，氫化鋯比例增加，因此中子能譜分布略軟。圖4給出了第1分區(qū)、第2分區(qū)、第3分區(qū)的相對(duì)中子注量率隨著能群的分布變化，即相對(duì)中子能譜的對(duì)比，從圖4能夠看出外圍分區(qū)的相對(duì)中子能譜分布較中心區(qū)域偏軟。圖4 TOPAZ-Ⅱ堆芯不同分區(qū)的相對(duì)中子能譜對(duì)比

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于MCMG-Ⅱ和STEP1.0的輸運(yùn)-燃耗耦合系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 吳明宇,王事喜,張強(qiáng),楊勇,王鳳龍.  強(qiáng)激光與粒子束. 2017(01)
[2]回溯算法在燃耗計(jì)算中的應(yīng)用[J]. 吳明宇,王事喜,楊勇,張強(qiáng),楊佳音.  原子能科學(xué)技術(shù). 2013(07)
[3]TOPAZ-Ⅱ反應(yīng)堆燃耗計(jì)算研究[J]. 安偉健,趙守智,沈峰,孫征,劉興民,吳曉春.  原子能科學(xué)技術(shù). 2013(S1)
[4]三維多群P5中子輸運(yùn)蒙特卡羅程序MCMG及檢驗(yàn)[J]. 鄧力,胡澤華,李剛,李樹(shù).  原子能科學(xué)技術(shù). 2011(08)
[5]TOPAZ-Ⅱ反應(yīng)堆慢化劑溫度效應(yīng)分析[J]. 解家春,趙守智,賈寶山,沈峰.  原子能科學(xué)技術(shù). 2011(01)



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