小波尺度函数展开在连续能量中子输运方程计算中的应用

小波展开能够很好地拟合剧烈变化的函数,近年来已被应用于模拟中子角注量率随角度剧烈变化的问题,并取得了令人满意的结果.中子能谱在共振区具有剧烈震荡的特性,本文介绍了利用能群与小波尺度函数展开相耦合来离散连续能量中子输运方程中能量自变量的方法.对中子注量率在共振区关于能量用小波尺度函数进行拟合,而在快中子区和热中子区利用分群计算的方法.初步的数值结果表明,该方法使有效增殖系数计算精确,并能够得到中子注量率在共振区随能量的精细分布,对共振自屏蔽的精确计算具有重要意义.     

100eV以下~(169)Tm中子共振参数的测量与分析

本文介绍了在韩国浦项中子源上应用中子飞行时间方法进行的169 Tm的全截面穿透测量,发布了1组新的169 Tm透射率和全截面数据,并在此基础上介绍了应用SAMMY程序结合实际实验环境,对169 Tm在100eV以下能区的中子共振参数进行的分析和计算。结合此次计算结果及前人的169 Tm共振能区实验数据和评价结果,对169 Tm的100eV以下能区中子共振参数进行了评价和推荐,探索并总结了中子共振参数评价的基本方法和流程。     

反应堆动态参数的蒙特卡罗计算研究

介绍缓发中子有效份额(βeff)、有效中子代时间(Λeff)和本征值的概念及其蒙特卡罗程序计算方法。采用Prompt Method方法计算得到βeff;微扰法得到Λeff;采用瞬发中子密度衰减直接拟合法和间接求解法得到本征值;将各种反应性状态下的拟合得到临界c本征值,并与实验测量的c值进行比对,结果符合很好;并对动态参数蒙特卡罗程序计算的各种方法进行不确定度分析。     

混合能源堆多群中子参数库研制

根据聚变-裂变混合能源装置计算的需求,利用微观评价核数据库ENDF/B-VI.8,研制了包括100多个核素的187群中子参数,用于中子输运方程的计算。通过选取合适的能群结构和权重谱,并考虑温度、热散射以及共振自屏效应等的影响,建立并拓展了适合混合堆研究需要的多群参数库。为了检验参数库中数据的适用性,采用一维中子和光子输运程序ANISN对一组基准装置进行了临界计算。结果表明参数库可用于混合能源堆设计计算。     

共振自屏计算的子群法与共振干涉效应研究

对以子群法与特征线法相结合的中子共振自屏计算方法进行了研究,编制了共振计算程序(SGMOC);程序采用WIMSD格式的多群数据库。数值验证表明,SGMOC的计算结果与MCNP程序计算结果吻合良好,具有较高的计算精度与几何通用性。以SGMOC为基础,对子群法共振干涉效应修正计算的两种方法进行了研究分析。条件概率法对UO2燃料栅元无限增殖系数(kinf)计算的修正约为0.0003～0.0018;借助NJOY程序的方法对UO2燃料栅元kinf计算的修正约为0.0002～0.0013。     

小波尺度函数展开连续能量共振计算加速方法研究

小波尺度函数展开连续能量共振计算方法可以处理复杂的共振计算问题。该方法利用Daubechies小波尺度函数对共振能量段中子注量率的能量变量进行离散,将中子注量率的求解转化为求解一系列的展开系数的方程组;由于要求解大量的展开系数,该方法的计算效率很低。本研究采用离散方向概率方法求解展开系数。离散方向概率方法结合了特征线方法和流耦合方法的优点,具有较高的计算精度和效率。通过对压水堆栅元问题的数值检验,证明该方法能大大提高计算效率。     

基于CFBR-Ⅱ堆中子辐射场的硅整流二极管辐照效应试验研究

以中国第Ⅱ号快中子脉冲反应堆(CFBR-Ⅱ)为试验平台,采用高功率稳定和多注量点拟合的试验方法测定了典型硅整流二极管的中子辐照实验损伤常数,验证了硅整流二极管的中子辐射损伤规律。试验结果表明:以正向压降为观测效应参数的硅整流二极管对于CFBR-Ⅱ堆泄漏中子能谱的试验损伤常数在3~4×10-15 V.cm2范围,硅整流二极管正向压降随中子注量的变化近似遵从指数增长规律。     

能级密度参数a(E)的参量计算

本文提出了一个改进的能级密度参数a(E)的形式。通过171个核的中子共振实验资料,用最小二乘法,计算了a(F)中的参量。还分核区进行了计算,着重对锕系核进行了计算和分析。     

基于L-M算法的快中子爆炸物检测方法研究

比起传统的X射线探测方法,快中子对爆炸物的检测更加准确,因而备受各国研究者的重视。利用中子源的快中子共振连续谱,准确计算待测物体的核素比例以达到检测爆炸物的目的。采用蒙特卡罗程序(Monte Carlo N-Particle code,MCNP)结合中子飞行时间(Time of Flight,TOF)方法模拟了4种爆炸物的中子共振谱,通过伴随γ粒子法测量252Cf源TOF谱,并运用L-M(Levenberg-Marquardt)算法对各核素的相对比例进行拟合计算。考虑时间分辨、中子飞行距离、待测物体厚度以及统计涨落对计算结果的影响,提出了更准确的TOF谱测量方法。研究结果表明,在能量分辨率较好的条件下,L-M拟合算法能较为准确地计算爆炸物的核素比例,最大误差不超过10%;能量分辨变差,物体厚度增大都会造成计算误差增大;统计涨落的影响使得该方法对于中子计数有一定的要求,总计数达到106条件下的误差在可接受范围内。通过拟合快中子共振连续谱的方式能够获得物质的精确的核素比例以实现爆炸物的检测,但是要想将这种方法应用到现场测量中还需要进一步的研究。     

基于白光中子源的169Tm辐射俘获截面测量和共振参数分析

中子辐射俘获截面及共振参数在核工程设计、核天体物理等研究领域中有重要的应用价值。在中国散裂中子源（CSNS）反角白光中子束线（Back n）上,使用C6D6测量系统开展了169Tm辐射俘获反应测量。通过脉冲高度权重技术、共振吸收法和饱和归一法得到169Tm辐射俘获反应的产额。利用SAMMY程序拟合169Tm的产额数据,得到169Tm在1~100 eV能量区间的共振能量、中子宽度、辐射俘获宽度等共振参数。使用实验测得的共振参数和Reich Moore近似计算了169Tm在1~100 eV能量区间的辐射俘获截面。实验测量结果与ENDF/B Ⅷ.0数据库的推荐值总体符合较好,部分共振参数和截面存在一定的差异。产生这些差异的原因与Back n的源中子能谱结构、能量分辨率、实验本底的精度有关。     

Resonance Interaction Effect between Hot Sample and Cold Core in Analysis of Doppler Effect Measurement

The resonance interaction effect between hot sample and adjacent cold core was evaluated in a small sample ²³⁸U Doppler effect measurement. For this analysis a collision probability code with an ultra-fine group structure PEACO-X was developed. The previously measured Doppler effect reactivity coefficients at FCA are systematically analyzed by using the PEACO-X code. The results were compared with the conventional calculation results using the SLAROM code. From these results, it was shown that this effect depends on the background cross section for ²³⁸U in a core, and also depends on the radius and density of the sample. When this resonance interaction effect is taken into account, the calculated Doppler reactivity worths becomes larger than those using the conventional method and the sample dependency of calculation disappeared. The reliability of Doppler effect calculation was significantly improved.     

Thermal neutron cross sections and diffusion parameters of Plexiglass

The neutron total cross section of Plexiglass has been measured for energies between 10⁻³ and 10³ eV by the transmission method with pulsed-neutron time-of-flight techniques. A calculation based on a synthetic scattering function shows a very good agreement with the measured values over the entire energy range. This model has been used to evaluate other quantities of interest in moderator design problems, including energy-transfer kernels and thermal neutron diffusion parameters. These experimental and theoretical results are compared with available data for Plexiglass.     

NECP-Atlas不可辨共振能区概率表模块的开发和验证

核数据处理是连接评价核数据库和中子输运程序的重要接口,其中对不可辨共振能区的处理是核数据处理的关键技术点之一。不可辨共振能区的共振峰极为密集,在物理计算中必须考虑其共振自屏效应,概率表方法是获得不可分辨能区自屏截面的常用方法。Ladder Sampling方法是目前使用最广泛的概率表产生方法,该方法通过构造随机共振序列等效真实共振结构来统计概率表。基于Ladder Sampling方法在NECP-Atlas程序中开发了概率表计算模块,对计算过程中的复误差函数计算、卡方随机数产生、概率表划分、共振公式选取、Ladder数目以及排序算法进行了敏感性分析,最终确定了最优的计算方法,实现了概率表的精确、高效效率。      

K-shell excitation dielectronic recombination resonance strengths of highly charged He-like to O-like Xe ions

Dielectronic recombination is an important process in high temperature plasmas.In the present work,the KLn (n =L,M,N and O) DR resonance strengths of He-like to O-like xenon ions are measured at the Shanghai electron beam ion trap using a fast electron beam energy scanning method.The experiment uncertainty reaches about 6％ with significant improvement of statistics.A relativistic configuration interaction calculation is also made.Theoretical results agree with the experiment results within 15％ in most cases.     

NECP-X程序中基于全局-局部耦合策略的非棒状几何燃料共振计算方法研究

基于NECP-X程序中已经研发的全局-局部耦合共振计算方法,研究了针对非棒状几何燃料的共振计算方法。首先,采用中子流方法计算真实问题的丹可夫修正因子,以处理全局的空间效应;其次,基于丹可夫修正因子等效获得小规模问题周围慢化剂的几何信息;最后,对于小规模问题燃料区的有效自屏截面的计算采用共振伪核素子群方法。将该方法应用于非棒状几何燃料数值计算,结果表明,该方法在处理非棒状几何燃料栅元的共振计算时,与蒙特卡罗结果程序相比,微观吸收截面偏差不超过1.8%,无限介质增殖因数偏差不超过110 pcm(1 pcm=10^-5),具有较高的计算精度;在大规模问题的计算中,基于板状燃料的JRR-3M实验堆全堆在整个燃耗过程有效增殖因数偏差均在300pcm左右,组件功率偏差在整个燃耗过程不超过0.62%。因此,本研究提出的共振计算方法具有较高的正确率和精度。     

基于特征线法计算的超细群慢化方程求解方法

为实现对复杂几何、复杂能谱组件的精细计算,提出了一种基于特征线的超细群慢化方程求解方法。通过耦合特征线法中的固定源计算,在共振能量范围内建立超细群慢化方程,通过精细能谱获得复杂结构下的共振自屏截面。对典型压水堆栅元问题、带有温度分布的栅元问题、燃料内部存在不均匀性的栅元问题以及板状燃料组件问题进行了计算。结果表明,基于特征线的超细群慢化方程求解方法可精确计算复杂几何、复杂能谱问题,为共振计算提供基准。     

子群法与特征线法结合的中子共振计算

传统的中子共振自屏计算方法采用了有理近似,局限于处理简单的共振模型,在处理复杂燃料栅元/组件时会引入较大误差。为提高复杂情况下共振计算的精度,将子群法共振模型与特征线方法结合,推导了子群法-特征线法方程。基于WIMSD格式的69群数据库,编制了可用于任意二维几何中子共振计算的SGMOC程序。通过数值验证表明,该程序计算结果与MCNP程序计算结果吻合良好,具有较高的计算精度与几何通用性。     

An advanced approach to calculation of neutron resonance self-shielding

Based on the combination of subgroup method and characteristics method, a resonance self-shielding calculation code SGMOC is programmed. SGMOC code can handle the complex (both in geometry and resonant components) resonance problems. The numerical results are in good agreement with those of MCNP. In order to improve the SGMOC calculation accuracy, two techniques are utilized, i.e., the resonance interference effects between resonant nuclides are considered, and on the other hand, the elastic scattering resonance is taken into account. These two techniques can enhance the accuracy remarkably.     

平均能级间距的贝叶斯估值

用贝叶斯定理从可分辨共振参数估算平均能级间距。此法充分利用能级间距和宽度分布提供的信息,对测量样本的弱能级丢失做比较精确的修正,因而获得比较好的平均能级间距的估值。我们已完成了S波的计算,并与其它工作进行了比较。     

Improvement on application of Dancoff factor and resonance interference table

An improvement for application of Dancoff factor is developed. It combines Stamm'ler's two-term method for resonance integral calculation with neutron current method for Dancoff factor calculation. Stamm'ler's formulation, which is originally derived for the infinite lattice geometry, can be easily revised to contain the Dancoff factor explicitly, while the neutron current method can easily calculate the Dancoff factor for general irregular assembly geometry. For the resonance interference effects the resonance interference factor table is built in pairs of nuclides, only for the interference between 238 U and other resonance nuclides, spanning over a range of background cross-section and number density ratio of the pairing nuclides. A series of verification calculations have been carried out for problems of infinite lattice and single assembly geometry, with two or multiple resonance absorbers. For these verification calculations, our improvement on Dancoff factor application and resonance interference give good results.