确定论方法中共振弹性散射的修正方法研究

截面加工软件(NJOY)程序求解无限均匀慢化方程时采用渐进散射核,忽略了共振弹性散射的影响,给特征值和多普勒系数的计算带来较大的误差。为在确定论程序中考虑这种效应,本文采用多普勒展宽舍弃修正(DBRC)方法修改了蒙特卡罗程序(MCNP)的自由气体模型,利用MCNP代替NJOY制作共振积分表。基于子群共振方法分析了轻水堆燃料棒的无限介质增殖因数和温度系数,并与MCNP的结果进行对比。数值结果表明,由于考虑了共振弹性散射效应,本文提出的修正方法提高了确定论方法的计算精度。     

核数据处理程序NECP-Atlas的开发与验证

本文开发了自主化的核数据处理程序NECP-Atlas,该程序将不同的核数据处理功能封装为不同的程序模块,可将评价核数据经过共振重构及线性化、多普勒展宽计算、不可分辨共振区处理、热中子散射计算、多群截面计算等过程,处理为WIMS-D/E格式多群数据库。采用WLUP（WIMSD library update project）基准题、国际临界安全基准题ICSBEP（international criticality safety benchmark evaluation project）等对NECP-Atlas加工产生的核数据进行验证,结果显示NECP-Atlas和NJOY-2016程序精度相当。     

精确处理共振干涉效应的子群参数制作方法

传统子群参数制作方法在单共振核素的条件下计算子群参数。然而,该方法中的单共振核素假设与燃料成分中多种核素并存的情况不相符,不能精确处理多核素之间的共振干涉效应。针对此问题,提出了一种新的子群参数制作方法,使用多核素等效截面制作共振积分表,在子群参数制作过程中考虑共振干涉效应。计算结果表明,在不改变子群计算方法的情况下,新的子群参数可更精确地处理共振干涉效应。     

在MCNP中考虑共振弹性散射的修正方法

蒙特卡罗方法采用自由气体模型来考虑中子与靶核的弹性碰撞中的热效应。传统的模型假设绝对零度下的弹性散射截面是常数,忽略了截面的共振效应所带来的影响。为在自由气体模型中考虑共振弹性散射效应,采用多普勒展宽舍弃修正方法,修正了连续能量蒙特卡罗程序MCNP的自由气体模型,并对Mosteller轻水堆多普勒基准题进行了分析。数值结果表明：对于轻水堆,在热态零功率的情况下,忽略共振弹性散射会高估燃料棒的无限介质增殖因数（k_∞）40～100 pcm,热态满功率下高估140～200 pcm;忽略共振弹性散射给燃料温度系数带来7%～15%正的偏差。同时分析了新的抽样方法对计算时间的影响,以及共振弹性散射效应对中子出射能量分布的影响。     

非均匀栅元的超热能谱和共振积分数值计算

本文对中子的积分迁移方程进行数值求解,得到非均匀栅元共振能区的超热能谱、共振积分以及相应的群平均截面,共振中子通量的空间分布、共振自屏因子等。本文避免了目前在共振计算中所引入的许多近似。考虑了一个核共振峰的能级干涉效应和不同核之间的干涉。本方法具有甚高的精确度。可以作为基准方法。     

基于改进Gauss-Hermite方法的在线多普勒展宽方法研究

温度对核截面的效应对反应堆中子学计算有重要影响，同时也是热工反馈的基础。准确、高效且内存占用较少的蒙特卡罗截面在线温度处理方法是其中的关键。基于多普勒展宽理论及Gauss-Hermite求积组，可使用基准温度下的截面对任意温度进行展宽计算，实现蒙特卡罗粒子输运过程中的在线多普勒展宽。本文针对传统Gauss-Hermite方法存在的问题，对该方法进行了改进，并利用典型压水堆算例进行了验证分析。结果证明，改进算法显著地提高了效率，为在线多普勒展宽方法在多物理耦合中的应用提供了基础。     

复概率积分法计算B-W共振参数的多普勒展宽截面

介绍了应用复概率积分法计算单能级和多能级Breit-Winger共振参数多普勒展宽截面的方法及程序,与其他数值方法比较,复概率积分法能够快速有效地得到令人满意的结果。     

复概率积分法计算B-W共振参数的多普勒展宽截面

介绍了应用复概率积分法计算单能级和多能级Breit-Winger共振参数多普勒展宽截面的方法及程序,与其他数值方法比较,复概率积分法能够快速有效地得到令人满意的结果。     

利用不可分辨区共振参数计算中子微观截面

一、中子截面计算公式为了利用ENDF/B库所给出的不可分辨区的共振参数计算中子散射截面、俘获截面和裂变截面,同时,对于不同分摊慢化截面与不同温度作Doppler展宽,以适应实验数据处理、产生群截面的要求。为此,对考虑与不考虑Doppler展宽两种情况,中子截面具体的计算公式分别叙述如下:     

NECP-Atlas中共振弹性散射核处理模块的开发与验证

在多群截面和散射矩阵产生中考虑了靶核热运动以及共振弹性散射。首先,采用了任意勒让德阶数的各向异性共振弹性散射核公式,以计算准确的多普勒展宽能量转移核。使用了半解析积分方法来进行共振弹性散射核的计算。结合共振弹性散射核计算,提出了一种线性化方法来产生共振弹性散射核插值表。利用该插值表可精确插值共振弹性散射核以减少计算成本。其次,基于共振弹性散射核开发了慢化方程求解器从而代替传统的渐进散射核。该求解器可以正确地考虑中子上散射效应对于中子能谱的影响。在多群截面归并时使用更加精确的中子能谱,以此可以得到更加精确的多群截面。上述所有方法都已集成至核数据处理程序NECP-Atlas。数值结果表明,所提出的方法可以为下游计算提供准确的多群截面;相比于传统方法所产生的多群截面及散射矩阵,当上散射效应被考虑时,使用确定论程序所计算的燃料温度系数以及特征值有较大的变化。     

提高子群法共振自屏计算精度研究

基于自行研制的子群法与特征线法相结合的中子共振自屏计算程序SGMOC,研究提高子群法计算精度的2种方法.数值验证表明,2种方法都能提高共振自屏计算精度.其中,采用随机干涉近似求解条件概率的共振干涉效应处理的修正效果约为(0.02％～0.23％)△k/k;考虑共振散射的修正效果约为0.1％△k/k;综合运用2种方法的修正效果约为(0.03％ ～0.27％)△k/k.     

群常数制作软件Ruler研发

采用国际公认的群常数制作理论方法,包括共振重造方法、多普勒展宽方法、热散射率处理方法、群截面和散射矩阵计算方法、共振自屏处理方法等,研发了包括主驱动程序、评价数据输入输出模块、公共数学模块、系统公共子程序模块、进制转换模块、截面线性化和共振重造模块、截面温度展宽模块、不可分辨共振自屏模块、热散射截面计算模块、中子多群常数计算模块、WIMS-D格式接口模块等11个模块的群常数制作软件Ruler。采用与国际通用核数据处理程序NJOY99比较的方式对Ruler进行了验证,包括群常数比较和基准检验结果比较。验证结果表明,Ruler的计算精度与NJOY99相当,其计算速度、可维护性、可扩展性优于NJOY99。     

中子共振参数的联合拟合分析

文章给出一种对多个观测量进行联合拟合分析以获得中子共振参数的计算方法。这方法易于同时和精密地提取全部中子共振参数。采用复概率积分法计算多卜勒展宽截面;把解析法和蒙特卡罗法结合起来计算多次散射贡献,使得计算较为精确和省时。对~(232)Th的包括透射、俘获面积和自指示比的8个观测量进行联合拟合分析,结果颇为满意。     

中子核截面在线多普勒展宽方法研究

由中子截面多普勒展宽带来的反应性温度效应对反应堆中子学计算结果具有重要影响。基于自由气体模型和对靶核速度随机抽样的在线多普勒展宽方法,可使用0 K温度下的中子截面对给定温度的问题进行蒙特卡罗计算,摆脱对专用多普勒展宽程序的依赖。本文通过对在线多普勒展宽方法的程序实现,针对典型算例进行了验证和分析,证明了该方法能处理反应性温度效应,并对其适用性和未来发展前景进行了评价。     

基于RMC程序的用康普顿轮廓进行束缚态电子多普勒展宽修正研究

堆用蒙特卡罗程序RMC具备中子、光子、电子耦合输运能力，能完成精确的屏蔽计算，其中光子输运过程采用光子数据库进行了康普顿散射模拟。本文对康普顿散射物理原理及多普勒展宽方法进行分析，使用康普顿轮廓数据对束缚态电子进行多普勒展宽修正，实现了RMC程序对自由电子和束缚态电子的选择性处理。通过核素算例测试，观察到了多普勒能谱展宽的效应，证明了该方法的正确性。通过对典型压水堆组件的计算和对比，验证了用康普顿轮廓进行束缚态电子多普勒展宽修正的必要性和正确性。     

传统共振计算方法改进措施的初步可行性研究

基于等价理论通过预制的共振积分表来插值产生具体问题共振能区有效截面的方法是反应堆物理计算中传统的共振处理方法,有着十分广泛的应用。为弥补传统方法在处理空间效应和多核共振干涉效应方面尚存在的不足,本文以SCALE软件包中的CENTRM和NITAWL共振处理模块为工具,研究探讨了一种简便易行的改进措施,有望在今后的堆芯计算中得到应用。     

HT-7托卡马克等离子体逃逸电子螺旋角散射研究

在托卡马克等离子体中,相同的等离子体电流条件下,若在较低的等离子体密度条件下发生反常多普勒共振,将会导致逃逸电子快螺旋角散射（FPAS）的发生;若在较高的等离子体密度条件下发生反常多普勒共振,则会导致逃逸电子正常螺旋角散射（NPAS）的发生。通过研究FPAS和NPAS条件下的逃逸电子行为,发现FPAS和NPAS均可一定程度增加逃逸电子的螺旋角,增加逃逸电子的同步辐射损失,减小逃逸电子的能量;且NPAS和FPAS对逃逸电子的影响主要集中在高能部分,对低能逃逸电子的影响较小。     

多普勒展宽舍弃修正对氟盐冷却球床高温堆中子学的影响分析

超热区中子的弹性散射易受靶核热运动影响,传统的蒙特卡罗程序采用常数散射截面自由气体模型来描述超热区中子的散射过程。研究表明,忽略共振弹性散射效应所引入的误差随温度的升高而增加,而氟盐冷却球床高温堆工作在高温条件下,为减小共振区弹性散射计算误差,有必要在中子学计算中使用多普勒展宽舍弃修正方法以考虑其共振弹性散射效应。本文使用修改源码后的蒙特卡罗程序MCNP5对氟盐冷却球床高温堆栅元开展中子学计算,发现经多普勒展宽舍弃修正后的²³⁸U的中子俘获率增加,无限增殖因数减小123～1182 pcm,且无限增殖因数偏差随燃料球栅元填充率及温度的升高而增大。     

核燃料溶解器临界计算对截面的要求

用群截面对燃料溶解过程中出现的栅格、燃料双重不均匀和溶液３种系统作临界计算时，需要考虑中子的共振自屏效应。标准自屏公式或经过丹可夫因子修正的自屏公式不适用于燃料双重不均匀系统。ＯＥＣＤ／ＮＥＡ临界工作小组的结果表明，必须用碰撞概率（ＰＩＣ）方法，子群方法或精细慢化方法修正才能得到共振自屏效应的准确结果。用点截面作临界计算时，不会观察到自屏效应，可以准确进行包括燃料双重不均匀系统在内的临界计算。     

~9Be（n，2n）反应能量角度双微分谱分析

￣９Ｂｅ（ｎ，２ｎ）反应中子的能量角度双微分谱在实际应用中有重要意义。将￣９Ｂｅ（ｎ，２ｎ）反应视为具有不同反应机制的核反应过程，即两步非弹级联衰变和三体直接崩裂过程，利用动力学和准自由散射方法，导出相应于两个过程的能量角度双微分谱，并用Ｔｅｐｅｌ－Ｗｅｉｄｅｎｍｕｌｌｅｒ统计模型的改进形式计算跃迁分截面。通过适当选择￣９Ｂｅ、￣８Ｂｅ核的结构参数，及对两核的能级宽度和能量的实验分辨率效应做高斯型分布的平均，计算、分析了１４．２，１０．ｌＭｅＶ入射中子在一些角度上的双微分中子产生截面。结果与实验符合较好。