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)和長期不換料運(yùn)行的特點(diǎn)。本文計算了TOPAZ-Ⅱ反應(yīng)堆的燃耗問題,并進(jìn)行對比和分析�；贛CMG-Ⅱ和STEP1.0的蒙特卡羅輸運(yùn)-燃耗耦合計算系統(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,采用臨界計算和燃耗計算的耦合迭代,完成了整個運(yùn)行周期的燃耗計算。主要核素的計算結(jié)果與已有數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比,驗證了程序的正確性。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)堆的燃耗問題。 

【文章來源】：核動力工程. 2020,41(S1)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

TOPAZ-Ⅱ反應(yīng)堆芯結(jié)構(gòu)

燃耗計算為多群燃耗程序STEP1.0[2]，采用線性核素鏈解析計算模式[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，以及整個耦合迭代流程的控制均采用Python語言實(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、輻照時間、燃耗分區(qū)自動進(jìn)行燃耗計算和更新。同時，采用多群燃耗計算，更能夠適用于非典型反應(yīng)堆的中子譜，擴(kuò)展了計算能力。采用所開發(fā)的輸運(yùn)-燃耗耦合系統(tǒng)對TOPAZ-Ⅱ反應(yīng)堆燃耗問題進(jìn)行模擬計算。計算模型如圖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)堆能譜分析與對比

3個分區(qū)中燃料元件相對中子注量率對比如圖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)堆通過燃料元件之間的間距來調(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)的相對中子注量率隨著能群的分布變化，即相對中子能譜的對比，從圖4能夠看出外圍分區(qū)的相對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)的相對中子能譜對比

【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[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)
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[4]三維多群P5中子輸運(yùn)蒙特卡羅程序MCMG及檢驗[J]. 鄧力,胡澤華,李剛,李樹.  原子能科學(xué)技術(shù). 2011(08)
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本文編號：3349763