超细群共振计算方法研究

1

作者 杨伟焱 邵睿智 +3 位作者 施骏 杨波 毕光文 彭良辉 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第6期1185-1194,共10页

共振计算方法是组件计算程序的关键方法模型之一,对组件计算程序计算精度、几何和材料适用性等均具有决定性的影响。本文对结合丹可夫因子守恒理论和超细群方法的共振计算方法进行研究,该方法将组件问题分解为多个一维圆柱单栅元问题,... 共振计算方法是组件计算程序的关键方法模型之一,对组件计算程序计算精度、几何和材料适用性等均具有决定性的影响。本文对结合丹可夫因子守恒理论和超细群方法的共振计算方法进行研究,该方法将组件问题分解为多个一维圆柱单栅元问题,再针对一维圆柱单栅元问题进行超细群共振计算,最终得到所有共振区的共振自屏截面,在保留超细群方法计算精度高、几何和材料适用性强等特点的同时,有效克服了计算效率低的问题。数值计算结果表明,该方法针对不同几何和材料问题均具有很高的计算精度,且在使用OpenMP并行加速的情况下具有较高的计算效率,具有很好的工程应用前景。 展开更多

关键词 超细群 共振计算 丹可夫因子 一维单栅元 特征线方法

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多环燃料共振计算方法研究及验证

2

作者 曹璐 刘宙宇 +5 位作者 王立鹏 姜夺玉 胡田亮 郭树伟 黄海龙 曹良志 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第10期73-83,共11页

针对多环燃料精确共振计算的难题,提出并建立了基于全局局部耦合的多环燃料共振计算方法,其中局部计算中采用超细群方法求解共振核素有效自屏截面。采用多环燃料组件问题对该共振计算方法的精度、效率进行了评估,并进一步将该方法应用... 针对多环燃料精确共振计算的难题,提出并建立了基于全局局部耦合的多环燃料共振计算方法,其中局部计算中采用超细群方法求解共振核素有效自屏截面。采用多环燃料组件问题对该共振计算方法的精度、效率进行了评估,并进一步将该方法应用于高通量工程试验堆二维和三维全堆芯问题分析中。结果表明:基于全局局部耦合的多环燃料共振计算方法在精度和效率上都比传统子群方法更好;采用全局局部耦合的多环燃料共振计算方法模拟全堆芯问题中,特征值、功率分布均与参考解吻合较好。 展开更多

关键词 NECP-X 多环燃料 共振计算 高通量工程试验堆 全堆芯分析

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基于深度学习的共振计算方法研究及其在堆芯分析中的应用

3

作者 曹璐 李达 +6 位作者 王立鹏 胡田亮 姜夺玉 李华琪 陈立新 刘宙宇 曹良志 《现代应用物理》 2025年第6期54-71,共18页

针对燃料含温度分布的有效自屏截面计算难题,本文将深度学习方法引入NECP-X程序的共振计算模块,提出并优化训练了6个深度学习模型,用于处理棒状燃料及环形燃料中的温度分布效应问题,通过棒状燃料和环形燃料栅元算例验证了本文方法在截... 针对燃料含温度分布的有效自屏截面计算难题,本文将深度学习方法引入NECP-X程序的共振计算模块,提出并优化训练了6个深度学习模型,用于处理棒状燃料及环形燃料中的温度分布效应问题,通过棒状燃料和环形燃料栅元算例验证了本文方法在截面计算中的精度,并进一步将该方法应用于环形燃料组件及棒状燃料小型研究堆全堆芯分析中。结果表明:基于深度学习的共振计算方法能够有效解决温度分布引起的燃料有效自屏截面计算难题;在组件和全堆芯计算中,特征值、功率分布均与参考结果吻合良好。 展开更多

关键词 NECP-X 深度学习 共振计算 棒状燃料 环形燃料 全堆芯分析

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NECP-X程序中环形燃料共振计算方法及其在西安脉冲堆中的应用 被引量：1

4

作者 曹璐 李达 +4 位作者 刘宙宇 王立鹏 姜夺玉 胡田亮 曹良志 《现代应用物理》 2025年第5期102-110,共9页

在NECP-X程序中有2种处理环形燃料共振计算的方法:一种是传统子群方法;另外一种是基于全局-局部耦合的环形燃料共振计算方法。为系统评估这2种环形燃料共振计算方法的计算精度与效率。首先,通过构建具有代表性的单环燃料栅元和单环燃料... 在NECP-X程序中有2种处理环形燃料共振计算的方法:一种是传统子群方法;另外一种是基于全局-局部耦合的环形燃料共振计算方法。为系统评估这2种环形燃料共振计算方法的计算精度与效率。首先,通过构建具有代表性的单环燃料栅元和单环燃料组件模型,对2种共振计算方法的精度与计算效率进行了详细的对比分析。进而,将更为先进的基于全局-局部耦合的环形燃料共振计算方法应用于西安脉冲堆的全堆芯3维高保真建模与模拟计算中,以检验其在实际应用场景中的性能。数值计算结果表明,基于全局-局部耦合的环形燃料共振计算方法在精度和效率上全面优于传统子群方法。在全堆芯问题的模拟中,计算得到的特征值、栅元功率分布以及关键安全参数控制棒价值,均与参考解吻合良好。研究表明,基于全局-局部耦合的环形燃料共振计算方法兼具高精度与高效率的优势,是处理环形燃料堆芯共振计算问题的更优方案,为先进反应堆的高保真物理设计与安全分析提供了可靠的计算工具,具有重要的工程应用价值。 展开更多

关键词 NECP-X 环形燃料 共振计算 西安脉冲堆 全堆芯分析

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聚变-裂变混合堆水冷包层中子物理性能研究 被引量：8

5

作者 徐红 杨永伟 周志伟 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第B12期97-102,共6页

研究直接应用国际热核聚变实验堆(ITER)规模的聚变堆作为中子驱动源,采用天然铀为初装核燃料,并采用现有压水堆核电厂成熟的轻水慢化和冷却技术,设计聚变-裂变混合堆裂变及产氚包层的技术可行性。应用MCNP与Origen2相耦合的程序进行计... 研究直接应用国际热核聚变实验堆(ITER)规模的聚变堆作为中子驱动源,采用天然铀为初装核燃料,并采用现有压水堆核电厂成熟的轻水慢化和冷却技术,设计聚变-裂变混合堆裂变及产氚包层的技术可行性。应用MCNP与Origen2相耦合的程序进行计算分析,研究不同核燃料对包层有效增殖系数、氚增殖比、能量放大系数和外中子源效率等中子物理性能的影响。计算分析结果显示,现有核电厂广泛使用的UO2核燃料以及下一代裂变堆推荐采用的UC、UN和U90Zr10等高性能陶瓷及合金核燃料作为水冷包层的核燃料,都能满足以产能发电为设计目标的新型聚变-裂变混合堆能量放大倍数的设计要求,但只有UC和U90Zr10燃料同时满足聚变燃料氚的生产与消耗自持的要求。研究结果对进一步研发满足未来核能可持续发展的新型聚变-裂变混合堆技术具有潜在参考价值。 展开更多

关键词 聚变-裂变混合堆 水冷包层 核燃料 中子物理性能

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基于NECP-X的全局-局部耦合共振自屏计算方法研究 被引量：3

6

作者 贺清明 曹良志 +2 位作者 刘宙宇 祖铁军 吴宏春 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期124-128,共5页

为应对高保真共振自屏计算所遇到的挑战,提出了全局-局部耦合共振自屏计算方法。将所有共振自屏效应及相关效应分为全局的效应和局部的效应2类,其中全局的效应较弱或者与能量无关,而局部的效应较为强烈。因此将共振自屏计算分为全局计... 为应对高保真共振自屏计算所遇到的挑战,提出了全局-局部耦合共振自屏计算方法。将所有共振自屏效应及相关效应分为全局的效应和局部的效应2类,其中全局的效应较弱或者与能量无关,而局部的效应较为强烈。因此将共振自屏计算分为全局计算、耦合计算和局部计算3个步骤:全局计算建立粗糙模型,采用中子流方法计算丹可夫修正因子,处理全局的效应;耦合计算根据丹可夫修正因子守恒将待求解问题中的燃料棒等效成一维模型;局部计算采用较为精确的共振伪核素子群方法,处理局部的效应。基于NECP-X实现了该方法,数值结果表明,该方法在效率方面比传统方法提高至少一个量级,无限介质增殖因数的计算精度也提高了100~300 pcm。 展开更多

关键词 高保真计算 共振自屏 全局.局部耦合方法 共振伪核素 NECP-X

原文传递

小型中子源14MeV中子慢化体结构的研究（Ⅰ） 被引量：3

7

作者 周明达 马维超 +2 位作者 牛纪桢 李忠民 崔玉环 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 1994年第7期417-423,共7页

在ＩＢＭＩ／ＰＣＡＴ计算机上使用ＴＡＭＡＫＥＲ—ＡＮＩＳＮ程序和４６群（中子２５群、光子２１群）ＵＷ截面数据库，对１４ＭｅＶ能量的中子源的慢化体结构进行模拟计算．其中慢化材料为聚乙烯，增强材料为铅．在计算中把铅的（ｎ... 在ＩＢＭＩ／ＰＣＡＴ计算机上使用ＴＡＭＡＫＥＲ—ＡＮＩＳＮ程序和４６群（中子２５群、光子２１群）ＵＷ截面数据库，对１４ＭｅＶ能量的中子源的慢化体结构进行模拟计算．其中慢化材料为聚乙烯，增强材料为铅．在计算中把铅的（ｎ，２ｎ）反应的影响作为裂变源引进迁移方程的源项中．计算的结果与实验相互印证．进一步找出铅和聚乙烯的最佳组合．在原理上得出铅在聚乙烯慢化体中峰热中子注量率的增强因子可大于３．０． 展开更多

关键词 中子源 慢化 增强材料 铅 聚乙烯

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中子慢化材料特性研究 被引量：4

8

作者 张文仲 张晓敏 骆亿生 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期525-528,共4页

文章采用蒙特卡罗模拟计算方法分析铝、氧化铝和氟化铝3种慢化材料在清华大学试验核反应堆束流孔道内的慢化特性。研究给出了利用慢化材料实现超热中子辐射场的一般规律,并优选出适用于在该堆建立超热中子辐射场的最佳慢化材料是Al与AlF... 文章采用蒙特卡罗模拟计算方法分析铝、氧化铝和氟化铝3种慢化材料在清华大学试验核反应堆束流孔道内的慢化特性。研究给出了利用慢化材料实现超热中子辐射场的一般规律,并优选出适用于在该堆建立超热中子辐射场的最佳慢化材料是Al与AlF3质量百分数比为2∶3的Al-AlF3混合物。 展开更多

关键词 超热中子辐射场 慢化材料 蒙特卡罗方法

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高保真物理-热工耦合计算方法研究及应用 被引量：5

9

作者 刘宙宇 曹良志 《原子核物理评论》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期797-803,共7页

反应堆高保真物理-热工耦合计算可以更准确、更详细地模拟和预测反应堆堆芯行为,从而进一步提高核反应堆的安全性和经济性。基于精确的几何建模与高精度的中子学计算方法,通过耦合pin-by-pin子通道热工水力计算,进行了高保真中子学和物... 反应堆高保真物理-热工耦合计算可以更准确、更详细地模拟和预测反应堆堆芯行为,从而进一步提高核反应堆的安全性和经济性。基于精确的几何建模与高精度的中子学计算方法,通过耦合pin-by-pin子通道热工水力计算,进行了高保真中子学和物理-热工耦合计算方法研究,研制了反应堆高保真物理-热工耦合计算程序NECP-X/CTF。在此基础上分析了燃料棒导热模型、间隙导热率等计算模型对高保真物理-热工耦合计算结果的影响,最终将耦合系统应用于大型压水堆关键安全参数的计算。结果表明,高保真物理-热工耦合不但可以获得精确的宏观参数,还可以获得精细的燃料棒功率、燃料棒温度等精细参数。 展开更多

关键词 核反应堆 物理热工耦合 pin-by-pin

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中国先进研究堆冷中子源核发热和冷中子增益研究 被引量：4

10

作者 沈峰 袁履正 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期36-39,共4页

为准确计算和研究中国先进研究堆(CARR)冷中子源装置氢系统的核发热和冷中子增益,建立了一整套计算方法。对参考堆的验证计算证明了该方法的正确性和有效性。对影响CARR冷中子源核发热和冷中子增益的各种因素(如慢化剂、冷包材料、冷包... 为准确计算和研究中国先进研究堆(CARR)冷中子源装置氢系统的核发热和冷中子增益,建立了一整套计算方法。对参考堆的验证计算证明了该方法的正确性和有效性。对影响CARR冷中子源核发热和冷中子增益的各种因素(如慢化剂、冷包材料、冷包形状等)进行了计算和优化选择。结果表明:在核发热量较小的条件下获得了较好的冷中子增益。 展开更多

关键词 冷中子源 核发热 冷中子增益因子

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子群法与特征线法结合的中子共振计算 被引量：3

11

作者 黄世恩 王侃 姚栋 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期1201-1206,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 中子共振计算 子群法 特征线法 SGMOC程序

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中国先进研究堆冷中子源中子性能和自稳特性优化研究 被引量：1

12

作者 沈峰 袁履正 贾占礼 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期129-136,共8页

针对中国先进研究堆(CARR)冷中子源的技术难点,研究采用国际上尚无先例的带助冷冷包结构及带助冷两相热虹吸自然循环冷却方式的可行性。在此基础上,进行新冷却方式下冷包内液氢形状的优化,对不同冷包结构下的中子性能进行分析,优化出较... 针对中国先进研究堆(CARR)冷中子源的技术难点,研究采用国际上尚无先例的带助冷冷包结构及带助冷两相热虹吸自然循环冷却方式的可行性。在此基础上,进行新冷却方式下冷包内液氢形状的优化,对不同冷包结构下的中子性能进行分析,优化出较好的冷包结构。针对该冷却方式,进行对冷中子源运行稳定性至关重要的自稳特性研究,推导出具有一阶惯性环节的自稳特性方程。通过对方程解的分析,证明了CARR新冷却方式具有较好的自稳特性并可据此开展优化分析。 展开更多

关键词 中国先进研究堆 冷中子源 月牙形冷包 带助冷两相热虹吸 中子性能 自稳特性

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共振自屏计算的子群法与共振干涉效应研究 被引量：1

13

作者 黄世恩 王侃 姚栋 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第S2期5-8,20,共5页

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。 展开更多

关键词 子群法 特征线法 SGMOC 共振干涉效应 条件概率

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小型源热中子照相装置准直慢化系统设计

14

作者 吴洋 霍合勇 +2 位作者 刘斌 孙勇 唐彬 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第10期755-758,共4页

小型中子源中子照相技术具有便携性强,应用范围广的优点,在检测一些较大或难以移动的样品时较固定式(反应堆中子源)中子照相系统具有优势。采用MCNP软件对一小型中子源中子照相装置的热中子准直屏蔽系统进行了理论设计,确定中子慢化体由... 小型中子源中子照相技术具有便携性强,应用范围广的优点,在检测一些较大或难以移动的样品时较固定式(反应堆中子源)中子照相系统具有优势。采用MCNP软件对一小型中子源中子照相装置的热中子准直屏蔽系统进行了理论设计,确定中子慢化体由238U和聚乙烯构成,辅以石墨反射层和硼聚乙烯吸收层,经优化计算,预计成像处热注量率达104 cm-2.s-1以上、准直比30、成像视场20 cm×20 cm、镉比20。 展开更多

关键词 小型源 热中子 辐射成像 设计

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小波尺度函数展开连续能量共振计算加速方法研究

15

作者 祖铁军 吴宏春 +2 位作者 曹良志 杨伟炎 刘国明 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第S2期16-20,共5页

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,... 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。 展开更多

关键词 连续能量共振 Daubechies小波尺度函数 离散方向概率方法

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提高子群法共振自屏计算精度研究

16

作者 黄世恩 王侃 姚栋 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期7-12,共6页

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... 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%）Δk/k;考虑共振散射的修正效果约为0.1%Δk/k;综合运用2种方法的修正效果约为（0.03%~0.27%）Δk/k。 展开更多

关键词 共振自屏 SGMOC 共振干涉效应 条件概率 共振散射

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小波尺度函数展开共振自屏计算方法在有温度分布共振自屏计算问题中的应用研究

17

作者 杨伟焱 吴宏春 +1 位作者 曹良志 刘庆杰 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第S2期9-15,共7页

采用小波尺度函数展开方法来获得燃料栅元的径向功率分布,以及共振能区连续能量能谱在燃料栅元有径向温度分布情况下的径向变化。为了求解复杂几何多共振核素共振问题的,提出了小波尺度函数连续能量共振计算方法。通过与蒙特卡罗方法程... 采用小波尺度函数展开方法来获得燃料栅元的径向功率分布,以及共振能区连续能量能谱在燃料栅元有径向温度分布情况下的径向变化。为了求解复杂几何多共振核素共振问题的,提出了小波尺度函数连续能量共振计算方法。通过与蒙特卡罗方法程序MCNP的计算结果进行比较,验证了方法的几何适应性和精度。该方法共振能区的连续能量核数据来自核数据处理程序NJOY,而非共振能区的多群核数据采用国际原子能机构发布的69群WIMSD4格式的数据库jeff31。由于多普勒温度效应,连续能量核数据随温度变化而不同,而数据库中不可能提供任意温度下的连续能量核截面。因此,本文采用插值方法来获得任意温度下的连续能量核截面,并验证了连续能量核截面温度插值对最终计算结果的影响。最终给出了存在径向温度分布的燃料栅元共振能区的连续能量能谱、反应率和无限增值系数,并与MCNP程序的结果比较。 展开更多

关键词 小波尺度函数展开 共振自屏计算 温度分布

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小型中子源14MeV中子慢化体结构的研究（Ⅱ）

18

作者 马维超 周明达 +2 位作者 李忠民 牛纪桢 崔玉环 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 1994年第9期535-541,共7页

对天然铀和聚乙烯的各种组合进行了计算，结果可见：用２—２．５ｃｍ厚的天然铀紧包１４ＭｅＶ中子源，在离源面２—３ｃｍ范围内使用热中子为最佳，用浓缩铀作增强物，只有当离源一定距离放置时，才能比天然铀有较好的效果。讨论了在... 对天然铀和聚乙烯的各种组合进行了计算，结果可见：用２—２．５ｃｍ厚的天然铀紧包１４ＭｅＶ中子源，在离源面２—３ｃｍ范围内使用热中子为最佳，用浓缩铀作增强物，只有当离源一定距离放置时，才能比天然铀有较好的效果。讨论了在由高浓缩铀和聚乙烯组成的、几何尺寸与上面计算相同的次临界系统中使用天然铀或铅增强物对１４ＭｅＶ中子源的倍增情况，得出天然铀和铅在该次临界系统中仍有明显的增强作用；在合适的结构中，设ｋ为该次临界系统中的有效增殖因数，则可使增强因子Ｍ接近甚至大于（１－ｋ）－１。 展开更多

关键词 慢化体 中子慢化理论 MEV能区

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含强吸收体堆芯的各向异性SP_(3)两步法计算研究

19

作者 李云召 秦浚玮 +2 位作者 夏凡 吴宏春 曹良志 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期9-15,共7页

核反应堆堆芯中出现的强吸收体,尤其是可移动的控制棒,会显著增强堆芯内中子角注量率的角度各向异性效应,传统的各向同性SP3两步法不能进行有效刻画,需要构建各向异性SP3两步法。本文首先从2个方面研究各向异性效应;推导了各向异性SP3方... 核反应堆堆芯中出现的强吸收体,尤其是可移动的控制棒,会显著增强堆芯内中子角注量率的角度各向异性效应,传统的各向同性SP3两步法不能进行有效刻画,需要构建各向异性SP3两步法。本文首先从2个方面研究各向异性效应;推导了各向异性SP3方程,建立了适用于各向异性SP3方程的均匀化模型。通过材料试验堆(MTR)对本文方法进行验证与分析。结果表明,本文研究的各向异性SP3方程及其均匀化方法较之传统计算方法偏差更小,对于有效增殖系数(k_(eff))和功率分布改善较为明显。因此,本文研究的各向异性SP3两步法能够有效处理含强吸收体堆芯问题。 展开更多

关键词 强吸收体 细网均匀化 各向异性SP_(3) 材料试验堆

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超冷中子源的发展现状

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作者 余小玲 封启玺 冯全科 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期35-41,共7页

介绍了超冷中子的获取方法及其中的关键技术,对固氘超冷中子源和超流氦超冷中子源的工作原理、结构和部分技术参数进行了阐述分析,并对我国超冷中子源的研究前景进行了展望。上述工作为我国未来超冷中子源的设计和建设提供了参考。

关键词 超冷中子源 超冷中子慢化剂 固氘 超流氦

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