蒙特卡罗粒子输运模拟中反应堆物理关键参数计算方法研究与实现

【摘要】蒙特卡罗方法由于其模拟精确性高、几何适应性强等优势,目前广泛应用于粒子输运计算研究中。由于网格计数能给出反应堆物理量的精细分布,近些年来国际上常用粒子输运软件都发展了此项功能。而动态参数作为反应堆安全分析和热工分析的基础,在蒙特卡罗粒子输运软件中开发此功能是必不可少的。本文基于超级蒙特卡罗计算软件SuperMC,采用混合评价核数据库HENDL,在充分研究和分析网格计数技术特点及动态参数物理意义的基础上,开展了网格计数及反应堆动态参数计算方法研究与程序实现工作。网格计数功能开发包括直角坐标系和圆柱坐标系下的静态参数计算,其中静态参数主要实现了通量、反应率和功率；并对于传统网格计算难以精确计算网格跨材料边界的情况给出了处理方法。对于常用动态参数,本文研究比较了各种蒙卡计算方法,并选取目前最精确的反复裂变几率法中实现了有效缓发中子份额、瞬发中子寿命、中子代时间和反应堆周期的计算功能开发。为验证程序的正确性,本文选用国际反应堆基准模型TCA为代表的系列例题对网格计数功能进行验证,选取国际临界安全基准评价工程(ICSBEP)手册中若干代表性例题对动态参数计算功能进行测试。选取的例题涵盖了主要的裂变核素、能量段,以及不同复杂度的几何模型。测试结果都在相应的统计误差要求范围之内,证明了本文中算法的正确性及程序的有效性。
【作者】张宽；
【导师】胡丽琴；龙鹏程；
【作者基本信息】中国科学技术大学，核能科学与工程，2014，硕士
【关键词】蒙特卡罗方法；网格计数；动态参数；SuperMC；

【参考文献】
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