中子输运方程中的α本征值计算

用多群Sn方法(离散纵标法)独立编制了α本征值计算程序,在一定程度上解决了次临界情形下α本征值计算遇到的困难,并对含空腔系统给出了一个简化处理模型.对标准问题的计算表明,该程序算法可靠,计算结果可信.     

输运问题蒙特卡罗模拟方法回顾及展望北大核心CSCD

蒙特卡罗(MC)方法具有复杂几何处理能力强,方法通用灵活,核数据完备,模拟忠实于物理过程等特点,成为中子学数值模拟的首选方法之一。在核能领域,MC方法得益于计算机的快速发展,在辐射屏蔽、反应堆堆芯临界安全分析、乏燃料后处理、放射性废物处置、核设施退役、核事故应急、放射性石油测井、核医学等领域均有广泛应用。对MC方法及软件输运计算做简要回顾,并对未来发展进行展望。     

BEAVRS基准模型的cosRMC精细建模与临界测试验证

BEAVRS基准题是来自麻省理工学院(MIT)的基于商用压水堆全堆芯精细建模的国际基准模型,具有详细的实测数据,是由多种富集度燃料及控制棒组件组成的大型压水堆分析验证基准题。使用我国自主研发的蒙卡程序cosRMC对BEAVRS基准题进行精细建模,主要计算了热零功率(HZP)状态下的临界本征值、全堆功率分布和控制棒价值,并与实测值以及国际知名蒙卡程序MCNP,OpenMC,MC21等结果进行对比。HZP状态下,cosRMC临界本征值结果与MCNP计算结果相差仅7.1 pcm,符合较好；不同控制棒组件插入情况下的临界本征值与理论值1.000的偏差小于0.74%,控制棒价值结果与实测值误差小于100 pcm,计算精度与同类软件相当；此外还对比分析了全堆功率分布与实测值结果的吻合程度及误差产生原因。初步验证了cosRMC程序对复杂堆芯精细建模计算的可行性和准确性,为程序以后的应用及完善打下基础。     

反WKB方法的改进

改进了用于确定渐变平面波导折射率分布的反WKB方法。这种渐变折射率分布是从在WKB近似的条件下得到的本征方程用数值方法求得的。用改进的反WKB方法计算3种(指数、高斯和阶跃函数)折射率分布，结果验证了该方法的有效性。先用最小二乘法拟合测量得到的有效折射率。进而求出有效折射率函数，再利用改进的算法分布计算出各自的折射率分布。计算结果同精确值吻合得很好。计算出的波导表明折射率同精确值的绝对误差约为0．1%。     

ADS瞬态分析中的概率论-确定论耦合方法

针对加速器驱动次临界系统(ADS)瞬态问题,采用预估校正改进准静态方法(PCQS)处理时空中子动力学方程中的时间自变量,采用蒙特卡罗方法处理相应的空间-角度-能量自变量,重点解决了低次临界度下模拟计算不稳定的问题,验证了TWGIL-Seed-Blanket动力学基准问题和小型模拟ADS问题,得到瞬态过程的功率变化结果,与基于其他方法的程序比较,经初步验证取得了较好结果,证明了该耦合方法可行。     

特征γ射线谱分析的蒙特卡罗模拟技术

蒙特卡罗方法(MC)是模拟核探测问题的理想方法,用中子照射客体,中子诱发产生非弹γ和俘获γ,通过特征γ射线能谱和时间谱分析,确定客体核素组成和重量百分比.本文基于非弹γ和俘获γ时间门测量技术,给出了脉冲源发射下探测器响应计数公式.在中子与核作用产生次级光子方面,采用期望值估计(expect value estimator,EVE)产光.为了避免大量小权光子模拟带来的计算存储量增加,设计了EVE产光与直接估计(direct estimator,DE)产光耦合.仅增加少量计算时间,便实现了特征γ射线解谱.数值模拟在自主MC软件JMCT上开展,计算结果初步验证了方法的正确有效性.     

也谈判断反馈极性的方法

指出了“符合‘串同’，‘并反’判断法”的不足，给出一种简便，准确的反馈极性判断方法。     

点堆中子动力学方程组曲率权重法的解

针对核反应堆安全工程对某些数值计算结果要求较高的精度和正的误差, 以及舰船核反应堆机动性对计算速度的要求, 需要从数学上寻找一种新的数值计算方法, 以满足实际曲线向上凸或向下凹时计算值总是略高于真实值, 且误差不大于欧拉法和改进的欧拉法所得值. 本文研究曲率权重法求解点堆中子动力学方程组, 该方法是在曲率圆法的基础上引入权重的思想来衡量间隔步长上两个曲率对该步长曲率平均值的贡献. 与欧拉法和改进的欧拉法比较, 曲率权重法的计算结果总是能够高于真实值或有正的误差, 且精度和计算速度得到明显提升. 将该方法用于次临界堆阶跃和线性引入反应性时中子密度的求解, 能够快速得到满足计算要求和高精度的数值结果.     

铍反射层临界基准实验分析

作为重要的核材料,铍的中子核反应数据的可靠性对核工程有重要的意义.临界积分实验是检验核数据可靠性乃至指明核数据改进方向的基本手段.两个系列的铍金属反射层临界积分实验HMF058和HMF066,在铍的中子核数据检验中给出了明显矛盾的结论,使得这些积分实验无法评价核数据的品质,更不能指出明确的数据改进方向.本文提出利用相似性理论分析临界积分实验自洽性的方法,主要采用基于灵敏度系数的相似性指标,对两系列实验进行相似度分析.分析结果显示,对于两系列中高度相似的实验,积分量模拟结果与实验值的偏差存在显著的差异.数值模拟与理论分析都表明,无法通过改进核数据来同时改进HMF058和HMF066的模拟计算与实验的符合.据此,推论HMF058和(或)HMF066基准临界积分实验的测量或评价可能存在系统性的疏失,有必要对实验进行细致的再评价,或开展可靠的新积分实验以排除不可靠的实验,避免误导核数据的检验.     

改进打靶法求解Gross-Pitaevskii方程及三个凝聚体的干涉

用改进的打靶法求解零温简谐势阱中中性原子玻色-爱因斯坦凝聚的一维Gross-Pitaevskii方程,给出不同非线性参数时凝聚体基态的本征值.用辛算法研究三个凝聚体在撤掉陷俘势后产生的干涉,和三个凝聚体处于同-陷俘势中的干涉及周期性演化,讨论不同的相对相位对凝聚体干涉的影响.     

中子辐照直拉硅中的本征吸除效应

对经中子辐照的直拉硅中的本征吸除效应进行了研究.结果表明:经中子辐照后,直拉硅片经一步短时退火就可以在硅片表面形成完整的清洁区.清洁区宽度受辐照剂量和退火温度所控制,清洁区一旦形成,就不随退火时间变化.大量的缺陷在中子辐照时产生,并同硅中氧相互作用,加速了硅片体内氧的沉淀,是快速形成本征吸除效果的主要因素,从而把热历史的影响降到次要地位 关键词： 本征吸除 中子辐照 直拉硅     

解析动态光谱的奇异值分解最小二乘法的改进

本文改进了处理动态光谱的奇异值分解最小二乘法（SVDLS），通过对模拟的蛋白质二级结构的动态圆二色谱和小牛胸腺DNA在电化学过程中动态紫外光谱的分析，表明该方法不仅给出动态过程中所包含的组分数，而且可同时获得各组分的光谱和各组分分数的分布曲线，是多种动态光谱数据处理的有效的无模型方法。     

基于舍选抽样BRDF离散数值的散射光线追迹方法

提出了一种基于表面双向反射分布函数（BRDF）离散测量值直接追迹散射光线的方法，以各向同性表面为例，先对随散射角离散变化的表面BRDF离散测量数据组做空间坐标转换，由散射角半球空间转换到方向余弦空间；再通过等间距赋值插等值方式得到方向余弦空间内分布的BRDF数据；然后，利用舍选抽样法不受限于累积分布函数（CDF）求解过程的优点，设计新的散射概率模型，以方向余弦空间内BRDF数值比表示离散光线的概率分布，设定检验条件筛选出散射光线的空间坐标，实现散射光线追迹。为验证本文方法的准确性与适用性，设置相同的入射角、追迹光线数量等仿真参数，编制了本文光线追迹方法的仿真程序，对不同光机元器件建模仿真，对比商用LightTools软件的仿真结果，计算二者的通用质量指数UQI作为比对评价指标。结果表明，基于舍选抽样BRDF离散数值的散射光线追迹方法，运算结果数据准确，与商用LightTools软件的仿真结果相比，UQI值均在0.998以上，且波动范围小，本方法具有良好地适用性。     

动态法测金属热导率实验的优化及误差分析

基于离散傅里叶变换以及延迟定理,本文对动态法测导体热导率实验提出了新的数据处理方法,分析了这一方法的稳定性.对该实验的几个误差原因进行了讨论,包括样品的非半无限长的影响,加工误差的影响等.误差分析表明只要能减低仪器加工误差,本方法可以达到将误差降到5%以下.并根据讨论结果给出仪器设计的改进建议.     

中子辐照对GdBa2Cu3O7-单畴超导性能的影响

研究了中子辐照对GdBa2Cu3O7-±单畴超导性能的影响，使用的辐照剂量为1015 n/cm2．通过高分辨电镜观察发现中子辐照产生球形的缺陷和小的点缺陷，这些球形缺陷的尺寸在4?7 nm，与高温超导相干长度相当，并且在退火过程中稳定存在，而小的点缺陷在退火过程中消失．磁测量结果显示中子辐照使样品的超导电性严重退化，临界电流密度下降并且鱼尾峰效应几乎消失．然而对辐照的样品退火处理后，其超导电性明显改善，临界电流密度显著提高并超过了未经辐照的样品，鱼尾峰也向高场移动．这些结果表明中子辐照和退火处理使GdBa2Cu3O7-±单畴样品中引入了有效的磁通钉扎中心(即球型的缺陷)从而导致其临界电流密度大幅提高．     

散射中子对超瞬发临界系统动态行为的影响北大核心CSCD

在点反应堆理论的基础上,建立了研究散射中子影响超瞬发临界系统动态行为的模拟计算方法,利用CFBR-Ⅱ堆的脉冲实验验证了该方法的正确性。通过分析计算表明,在超瞬发临界状态,散射中子的影响包括增加反应性、使脉冲波形后沿展宽和增加脉冲裂变产额。建立的模拟计算方法为预测脉冲堆外各种物体产生的散射中子的动力学效应提供了途径,对提高脉冲堆的核安全有应用价值。     

高频腔本征值问题的三维数值模拟

 运用有限积分法软件MAFIA和有限元软件ANSYS对两类高频腔的本征值问题进行数值模拟，将模拟结果与部分实验数据进行验证，得到了比较一致的结果，其平均计算精度在5%以内，证实了两种电磁软件都可用于高频腔本征值问题的数值模拟，在计算精度上为满足工程设计需要做了一些研究。另外将两种模拟软件在计算时间上作了对比。     

基于D S理论的中子测试数据统计

 针对由于样本数量、测量误差和动态特性等因素，致使采用概率统计方法来对中子发生器的中子测试数据进行统计存在许多局限性和不合理性，讨论了D-S理论中的基本分配、信任函数、上下概率等概念，利用该理论对中子发生器的中子测量数据进行处理统计，最终得到中子产额在一定置信区间内概率分布上、下限值和平均中子产额。与传统的概率统计方法相比，该统计方法能适用于非精确性数据，且不受样本大小的限制。     

基于共轭离散纵标的减方差方法

对于深穿透类型的屏蔽计算,为了得到较为可信的统计结果,蒙特卡罗方法(MC方法)需要模拟大量的粒子,巨大的计算时间是其存在的主要问题。源偏倚和权窗技巧能够有效降低深穿透问题的计数误差。开展了基于共轭离散纵标(SN)的MC减方差方法研究,根据SN方法的共轭注量率计算并生成了源偏倚和权窗参数,编写了JMCT程序的源抽样子程序,并且在秦山一期测量值基础上进行了验证,成功应用到CAP1400压力容器快中子注量率和堆腔中子和光子剂量率计算中。数值结果表明,对于深穿透屏蔽计算问题,和无偏的MC方法相比,基于共轭SN的MC减方差方法能够在保证结果精度的前提下,提高计算效率1~2个量级。     

脉冲源法测量次临界系统裂变衰减特性的理论分析和数值模拟

针对点堆动力学理论解释脉冲源法测试原理时存在的问题, 基于无源中子输运方程分析次临界系统总中子数、泄漏γ射线计数率随时间的变化关系。理论分析表明: 脉冲中子源作用结束后(无源条件下), 在一定时间范围内, 泄漏γ射线计数率和总中子数近似成正比, 两者随时间变化服从近似指数衰减规律, 反映系统本身的裂变衰减特性, 可以由总中子数和γ射线计数率求解瞬发中子衰减时间常数。基于蒙特卡罗程序构造类Godiva裸铀球次临界系统, 模拟脉冲中子源作用下中子和γ射线输运过程, 计算总中子数、泄漏γ射线计数率及两者比值随时间的变化关系, 结果与理论分析一致; 利用脉冲源法由总中子数、泄漏γ射线计数率计算瞬发中子衰减时间常数α₀, 得到与α-k迭代一致的α₀。说明总中子数、泄漏γ射线计数率可以准确反映系统本身的裂变衰减特性。此外, 根据理论分析和模拟计算给出脉冲源法可用数据的时间范围, 分析泄漏γ射线计数率和总中子数比值的影响因素。