铅基快堆RBEC-M燃耗库制作方法研究及验证

      提出了一套新的方法流程，用来处理和生成燃耗计算所需的数据。利用核数据处理程序NJOY处理评价数据库ENDF-B-Ⅶ.1生成33群的MATXS格式库，再根据具体问题中的材料信息，经截面处理程序MGGC处理得到相关核素的微观、宏观截面，经自编写的处理模块Triso对其进行格式转化、合并，最终得到提供给燃耗计算程序使用的ISOTXS库文件，其中一般核素以微观截面的形式表示，裂变产物以类似宏观截面的伪裂变产物形式表示。对铅冷快堆基准题900 MW RBEC-M进行了计算，采用REBUS-3进行燃耗计算，对比了结果中的有效增殖系数k_eff随燃耗的变化趋势、功率分布以及中子能谱，最终结果与参考报告较为符合，初步验证了这一系列燃耗库制作流程的可行性。      

基于ENDF/B-VII的部分核素ACE格式光核截面的制作与检验

MCNP5程序可以用于电子加速器驱动次临界系统的建模运算,其调用的截面数据库缺乏部分核素的光核数据。利用NJOY程序将ENDF/B-VII中的7种核素原始光核数据制作成MCNP5可利用的ACE格式的光核数据,并用MCNP5建立模型计算出所加工核素的光中子反应微观截面,得到光中子反应微观截面随光子能量变化曲线,并与IAEA编写的技术文档中各核数据中心的截面曲线进行对比。结果表明,所有核素光核反应数据制作过程正确,但52Cr、58Ni和91Zr的光中子反应微观截面在不同数据库中有一定的差别。      

基于ENDF/B-Ⅶ的部分核素ACE格式光核截面的制作与检验

MCNP5程序可以用于电子加速器驱动次临界系统的建模运算,其调用的截面数据库缺乏部分核素的光核数据。利用NJOY程序将ENDF/B-Ⅶ中的7种核素原始光核数据制作成MCNP5可利用的ACE格式的光核数据,并用MCNP5建立模型计算出所加工核素的光中子反应微观截面,得到光中子反应微观截面随光子能量变化曲线,并与IAEA编写的技术文档中各核数据中心的截面曲线进行对比。结果表明,所有核素光核反应数据制作过程正确,但52Cr、58Ni和91Zr的光中子反应微观截面在不同数据库中有一定的差别。     

次临界能源堆用多群截面库的研制与校验

采用NJOY程序制作187群多群截面,使用输运程序ANISN计算铀球临界基准题和铀球水腔模型,对该多群截面库临界计算、反应率、中子能谱计算进行数值校验.将该多群截面应用于次临界能源堆多层球壳模型计算,计算结果与连续能量蒙特卡罗程序MCNP5的结果进行比较.结果表明,该多群截面库制作正确,可用于次临界能源堆物理计算,能够正确给出反应率值和中子能谱.     

西安脉冲堆~(99)Tc、~(129)I热中子嬗变计算方法与实验验证

为了研究利用西安脉冲堆(XAPR)热中子开展99Tc、129I嬗变的可行性,对乏燃料中长寿命裂变产物(LLFP)99Tc和129I核素的热中子嬗变计算方法进行理论与实验研究。利用NJOY程序,以ENDF/B VII.0库为基础,制作99Tc和129I在XAPR堆芯辐照温度下的蒙特卡罗程序(MCNP)截面库,并分析不同参数对截面数据的影响。采用ACE(A Compact ENDF)格式截面库和燃耗程序CINDER’90自带的63群活化截面,利用MCNP程序对ORIGEN2数据库中99Tc和129I的辐射俘获截面进行修正,用ORIGEN2程序分析一定规格的99Tc和129I靶件在XAPR内辐照后的嬗变情况。与实验结果值进行比较,截面数据的差异主要来自中子注量率测量值与实际值的误差,结果证明利用XAPR开展99Tc和129I嬗变是可行的。     

快堆用蒙特卡罗多群数据库制作方法研究

基于离散角方法，开发了蒙特卡罗多群数据库生成程序MGXSMC，该程序可以实现从输入文件读取截面数据或者从指定格式的截面库中读取截面，产生可供蒙特卡罗程序MCNP或RMC计算的数据库，并且可自动生成相应的索引文件列表。采用二维两群不带反射层的国际原子能机构（IAEA）压水堆（PWR）基准题和铅基快堆（RBEC-M）基准题对MGXSMC程序加工产生的核数据进行验证，计算结果表明，采用P5阶近似多群截面与连续点截面计算的有效增殖系数（keff）结果相差24 pcm（1pcm=10-5），而采用P0阶近似多群截面与连续点截面计算的keff结果相差较大。由此说明蒙特卡罗多群数据库的制作方法和所开发的程序是正确的，同时，中子各向异性散射对铅基快堆计算结果影响较大，故制作蒙特卡罗多群数据库时应加入中子散射角数据。      

MUSE-F1.0输运库的开发与基准验证

运用NJOY99程序,以微观评价库ENDF/B-Ⅶ.0为基础,开发了适用于快堆研究设计的175群中子、42群光子的多群截面数据库MUSE-F1.0。采用权重谱thermal--1/e--fast reactor-fission+fusion及勒让德P6近似。采用ANISN程序,从临界计算及屏蔽计算两方面对该库进行了较全面的检验;屏蔽检验涉及裂变堆、聚变堆、加速器等装置屏蔽材料所常用的相关核素截面数据的检验。检验结果表明：MUSE-F1.0在临界计算及屏蔽计算方面具有较高的精确度和较强的适用性,可满足快堆设计研究方面的应用要求。     

快堆伪裂变产物截面和角分布的计算

为满足我国示范快堆研究的需要并解决以往伪裂变产物截面数据偏小的问题,需重新研制一种制作伪裂变产物数据的方法,为制作多个裂变核的伪裂变产物全套中子数据提供基础。本文用浓度加权求和的方法计算伪裂变产物截面、微分截面和双微分截面。在挑选核素的过程中提出贡献法,即利用裂变率加权产额和吸收截面(反应道MT=27)得到产物核对反应堆的贡献值,从而量化了挑选核素的过程,提高了计算的准确性。最后以CENDL_NP库为主要数据来源,TENDL库数据为补充,制作出了一套~(235) U的伪裂变产物截面数据,通过与以往计算结果比较证明了上述方法的优越性和实用性。     

快堆伪裂变产物数据的计算

从微观评价核数据库出发 ,计算给出了快堆谱的伪裂变产物数据 ,包括一群的截面数据和多群的全套中子数据 ,裂变核有2 3 5U和2 3 9Pu。截面数据有全截面、弹性散射、非弹散射、(n ,γ)、(n ,2n)截面 ,多群全套中子数据还包括次级中子角分布和能谱。数据以ENDF B -6格式给出 ,同时还分析讨论了数据误差和可靠性 ,数据可用于实际的快堆计算     

压水堆燃耗数据库的制作与验证

基于评价数据库ENDF/B-Ⅷ.0和EAF-2010研制了一套适用于CINDER90程序的压水堆用燃耗数据库,该数据库包含中子反应截面、衰变数据和裂变产额数据3部分。中子反应截面的加工分为两步,首先采用Inverted Stack算法和CRECTJ6程序将EAF 2010库的截面分支比融入ENDF/B Ⅷ0库全套中子评价数据,然后用NJOY2016程序处理成63群截面。衰变数据和裂变产额数据分别由MF8/MT457和MF8/MT454数据加工得到,裂变产额数据共包含36个裂变核的60组产额数据。以SFCOMPO 20中Takahama 3压水堆燃料组件为基准题,对研制的燃耗数据库进行了验证。结果表明,本文制作的燃耗数据库的方法是正确的,对于某些核素,如242Amm,制作的数据库比自带库的计算结果更接近实验值。     

加速器驱动洁净能系统中的燃耗行为分析

研究了加速器驱动洁净核能系统（ADS）次临界反应堆内核素的演化。分析结果表明：ADS具有嬗变长寿命核废物的能力。从快堆和热堆的比较可知,ADS的快堆具有输出功率大、长寿命超铀放射性废物的累积水平低、裂变产物对反应堆反应性和能量增益影响小等优点。这些优点在利用U－Pu燃料循环的次临界堆中十分明显。对于利用Th-U燃料循环的次临界堆,热堆和快堆都是可以工作的;而对于U－Pu燃料循环的系统,快堆则是较好的选择。