CFBR-Ⅱ堆脉冲状态反应性温度系数测量

反应性温度系数是脉冲堆重要参数之一, 采用一种特殊的方法测量了脉冲状态反应性温度系数。 把脉冲的全过程分为峰和坪两个过程, 根据Fuchs-Hansen模型知道脉冲峰过程的反应性减小量为系统初始超瞬发反应性的2倍, 采用脉冲波形去坪的方法分离出峰过程贡献的温升, 由此得到CFBR-Ⅱ堆的脉冲反应性温度系数αT=-0.00202 $/K。 Reactivity temperature coefficient is one of important parameters of burst reactor. The methods of measuring the coefficient were introduced and analyzed. The whole process of burst is split into “peak” process and “tail” process. Reactivity reduction is twice as large as initial excess reactivity in “peak” process from Fuchs Hansen model. Increment of temperature induced by “peak” process was got through removing “tail”. So we deduced reactivity temperature coefficient of CFBR-Ⅱ αT=-0.00202 $/K.     

CFBR-Ⅱ堆自发裂变中子价值有效系数计算

CFBR—II堆是一个由高浓缩铸造铀球壳组成的椭球形快中子脉冲堆，并带有贫化铀和黄铜球壳反射层，其中心钢托盘在水平方向还开有3根圆孔棒槽供自动调节棒、补偿棒和脉冲棒插入。该堆的自发裂变中子主要分布在贫化铀反射层和浓缩铀活性区，由于不同区域的中子价值不一样，需要将各处的自发裂变中子源强等效到系统中心去，因而引入了有效系数这一概念，它是指以系统中心的中子价值作参考，其它区域的平均中子价值与该参考值的比值作为该区域的有效系数。根据系统各区域的有效系数，便可求出堆体总的自发裂变中子等效为中心点源后的有效源强。     

CFBR-Ⅱ堆中子辐射损伤等效性

等效系数是建立在不同辐射源间的一个比例常数，可以通过理论和实验研究两种途径获得，对单个辐射源而言，其目标则是提供建立比例常数的具体数据。     

CFBR-Ⅱ快中子脉冲堆及其应用

本文简介ＣＦＢＲ－Ⅱ堆的结构、主要性能指标及应用前景和相应的配套设施． The main specifications, structure and applications of CFBR-Ⅱ are simply introduced in this paper. The reactor s installations and fscilities are also mentioned.     

临界堆中子增殖系数测量统计涨落数值模拟

建立了临界堆中子增殖系数(参数)计算模型,采用闪烁体加光电倍增管组成的电流型探测器对参数进行测量。采用构造理想函数加统计涨落偏差的方式,利用数值模拟方法,研究了统计涨落对参数测量结果的影响。结果表明:测量信号统计涨落会影响参数测量精度;考虑统计涨落影响,为使参数满足要求,需要使探测器入射粒子数达到一定数量;针对不同测量时间,入射粒子起始强度需要满足不同要求;当起始强度不能满足要求时,可以采用增加测量时间;指数信号带随机涨落时,较大的求值区间能有效减弱统计涨落的影响。     

临界堆中子增殖系数测量统计涨落数值模拟

建立了临界堆中子增殖系数(参数)计算模型,采用闪烁体加光电倍增管组成的电流型探测器对参数进行测量。采用构造理想函数加统计涨落偏差的方式,利用数值模拟方法,研究了统计涨落对参数测量结果的影响。结果表明：测量信号统计涨落会影响参数测量精度;考虑统计涨落影响,为使参数满足要求,需要使探测器入射粒子数达到一定数量;针对不同测量时间,入射粒子起始强度需要满足不同要求;当起始强度不能满足要求时,可以采用增加测量时间;指数信号带随机涨落时,较大的求值区间能有效减弱统计涨落的影响。     

用多群蒙特卡罗方法计算快中子核临界keff和通量密度

用多群蒙特卡罗方法对快中子核裂变系统进行了临界计算。有效增殖因子keff的计算值与实验结果符合。计算所得中子通量密度的空间分布在球形裂变系统中随半径增大单调下降。中子通量密度的能量分布在由高浓缩铀组成的活性区内呈单一能量极大值,其对应能量对于裸球核裂变系统和具有反射层裂变系统分别为0.35MeV和0.25MeV,而在由天然铀组成的反射层中在0.1MeV附近出现能量双峰。由通量密度所得中子能谱在无反射层球形裂变系统中随半径增加变硬,在有反射层球形裂变系统中随半径增加变软。     

用多群蒙特卡罗方法计算快中子核临界keff和通量密度

 用多群蒙特卡罗方法对快中子核裂变系统进行了临界计算。有效增殖因子keff的计算值与实验结果符合。计算所得中子通量密度的空间分布在球形裂变系统中随半径增大单调下降。中子通量密度的能量分布在由高浓缩铀组成的活性区内呈单一能量极大值,其对应能量对于裸球核裂变系统和具有反射层裂变系统分别为0.35MeV和0.25MeV,而在由天然铀组成的反射层中在0.1MeV附近出现能量双峰。由通量密度所得中子能谱在无反射层球形裂变系统中随半径增加变硬,在有反射层球形裂变系统中随半径增加变软。     

堆振荡器法测量反应性的误差因素分析

为合理选择堆振荡器法实验条件,利用数值求解和公式推导,对影响测量精度的几项主要因素进行了分析。研究表明,通过选择合适的反应性振荡幅度及频率,可以提高堆振荡器法测量反应性的精度。由分析结果可知,对于中子代时间较短的反应堆,要使用堆振荡器法测量小反应性,在测量条件允许的情况下,应尽可能选择高频率的反应性振荡。     

用多群蒙特卡罗方法计算快中子核临界K_(eff)和通量密度

用多群蒙特卡罗方法对快中子核裂变系统进行了临界计算。有效增殖因子κｅｆｆ的计算值与实验结果符合。计算所得中子通量密度的空间分布在球形裂变系统中随半径增大单调下降。中子通量密度的能量分布在由高浓缩铀组成的活性区内里单一能量极大值,其对应能量对于裸球核裂变系统和具有反射层裂变系统分别为０．３５ＭｅＶ和０．２５ＭｅＶ,而在由天然铀组成的反射层中在０．１ＭｅＶ附近出现能量双峰。由通量密度所得中子能谱在无反射层球形裂变系统中随半径增加变硬,在有反射层球形裂变系统中随半径增加变软。     

聚变实验增殖堆FEB-E放射性废物处置指标的计算

应用中子输运程序ＢＩＳＯＮ３．０、增殖堆放射性计算程序ＦＤＫＲ、剂量率计算程序ＤＯＳＥ完成了聚变实验增殖堆ＦＥＢ－Ｅ的放射性、核废物特性及废物处置额定容量（ＷＤＲ）的计算。结果表明,在停堆以后几周内,ＦＥＢ－Ｅ设计的经一壁和包层结构材料满足１０ＣＦＲ６１Ｃ级核废物处置额定容量的要求。对包层中的重要锕系元素＾２３２Ｕ、＾２３７Ｎｐ的含量也作了计算分析。     

求解中子动力学方程的加权蒙特卡罗方法

为了实现基于蒙特卡罗方法的中子动力学计算,在传统的直接蒙特卡罗动力学方法的基础上,提出了一种加权蒙特卡罗动力学方法。该方法通过引入粒子权重的概念,隐式考虑中子俘获反应和裂变反应过程中中子数目的变化,避免了模拟粒子的数目随时间的变化,降低了统计偏差,消除了程序计算过程中粒子的存库操作,提高了计算精度。基于单能点堆模型,开发了中子动力学计算程序NECP-Dandi,进行了大量数值验证与分析,包括无缓发中子、单组缓发中子、六组缓发中子、正阶跃反应性引入、负阶跃反应性引入、正脉冲反应性、负脉冲反应性和正线性反应性引入等情况。数值结果表明,相比于直接蒙特卡罗动力学方法,加权蒙特卡罗动力学方法在计算结果的精度和计算效率上有较为明显的改进,程序结构更为简洁。     

蒙特卡罗临界计算全局计数效率新算法研究

为提高蒙特卡罗临界计算时全局计数的整体效率, 对比分析了新提出的均匀计数密度算法、均匀径迹数密度算法和原有的均匀裂变点算法. 以大亚湾核反应堆pin-by-pin模型的全局体平均通量计数和中子沉积能计数为例, 前两种算法较均匀裂变点算法都获得了整体效率的提高. 上述算法已经在自主开发的并行蒙特卡罗输运程序JMCT上予以实现.     

微波器件微放电阈值计算的蒙特卡罗方法研究

为了精准快速地计算微波器件中微放电效应的阈值,在传统蒙特卡罗方法的基础上,提出了三种不同的蒙特卡罗方法,分别对二次电子的初始能量、出射角度和初始相位等参数进行随机,结合四阶龙格-库塔法和Furman模型计算电子的运动轨迹和单次碰撞产生的二次电子发射系数,然后应用不同的方法计算有效二次电子发射系数作为微放电效应的判据.以平板传输线TEM模式为研究对象,采用四种不同的蒙特卡罗方法计算微放电阈值,并与统计模型结果进行对比.结果表明单电子-多碰撞蒙特卡罗方法误差最小,而且稳定性最好.     

基于神经网络的粒子输运问题高效计算方法

蒙特卡罗方法是求解粒子输运问题的有力工具之一,其局限性在于为达到精度要求需模拟大量粒子,计算耗时长,这阻碍了该方法的进一步应用,尤其在需快速响应的情形.本文结合神经网络和若干蒙特卡罗方法基本原理发展了一种计算方法,能够实现源分布可变,几何、材料和目标计数不变的中子输运问题的快速准确求解.首先,为高效生成用于神经网络训练的数据,利用重要性原理实现在同样模拟次数基础上有效扩充训练数据集容量,在一定程度上克服了使用蒙特卡罗计算获取训练数据耗时长的缺点.进而,基于目标计数是源分布与重要性函数乘积积分的事实,设计了利用神经网络实现快速输运计算的策略.该网络的输入是中子源项,输出是目标计数,在几何、材料和目标计数固定的情况下,该神经网络可重复使用,根据新的源项快速准确得到目标计数.本文所提出方法的原理和框架同样适用于其他种类粒子的同类型输运问题.基于若干基准模型的验证表明,训练得到的神经网络能在不到1 s的时间内得到目标计数,且与蒙特卡罗大样本模拟得到基准结果的平均相对偏差均低于5%.     

三维离散纵标-蒙特卡罗耦合方法在核电厂堆腔漏束计算中的应用

三维离散纵标-蒙特卡罗（S_N-MC）耦合方法结合了S_N方法计算速度快和MC方法几何描述精确的优点,可以在较短的时间内完成堆腔辐射漏束辐射场计算.以秦山一期反应堆和CAP1400反应堆为研究对象,采用三维S_N-MC耦合方法进行了堆腔漏束的计算,并和测量值以及其它方法的计算结果进行比较,验证S_N-MC耦合方法理论模型和程序的正确性,为后续提高堆腔漏束计算精度和效率提供基础.     

JMCT反应性微扰计算功能的实现

蒙特卡罗中子输运程序用于反应堆设计与安全分析计算及校验时,微小的反应性扰动容易被统计涨落所掩盖,因此一般通过微扰计算处理此类问题。基于微分算子方法在JMCT程序中实现了反应性微扰计算功能。为保证计算的精度,JMCT考虑了非源扰动的高阶效应以及一阶裂变源扰动效应。选取了具有全局扰动、局部扰动的快中子与热中子裂变系统对JMCT反应性微扰计算功能进行了测试。测试系统覆盖了正负反应性变化。     

JMCT反应性微扰计算功能的实现

蒙特卡罗中子输运程序用于反应堆设计与安全分析计算及校验时,微小的反应性扰动容易被统计涨落所掩盖,因此一般通过微扰计算处理此类问题。基于微分算子方法在JMCT程序中实现了反应性微扰计算功能。为保证计算的精度,JMCT考虑了非源扰动的高阶效应以及一阶裂变源扰动效应。选取了具有全局扰动、局部扰动的快中子与热中子裂变系统对JMCT反应性微扰计算功能进行了测试。测试系统覆盖了正负反应性变化。     

非定常输运问题适应于消息传递并行编程环境的香农熵计算方法

在多计算步的非定常输运问题的蒙特卡罗模拟中,为自动调整每一步的样本数以获得较高的计算效率,可以有多种准则.一种可选的方法是在每一步每隔若干样本监测一次系统中未死亡粒子属性分布对应的香农熵的收敛情况以决定何时停止追加样本,此种方法需要在每一步频繁计算香农熵值.由于在MPI消息传递并行编程环境下香农熵的经典计算方法必须广播大量的数据,导致每一步的计算时间随香农熵计算频率的提高而快速增大,这显然是不能满足实际需求的.本文提出了一种适应于消息传递并行编程环境的香农熵计算新方法,该方法计算得到的香农熵值并不等价于经典方法,但二者之间的差别会随着样本数的增加而趋于零.新方法的最大优势是高频计算香农熵值的时间代价大为降低,为最终实现基于香农熵收敛判断的每步样本数的自动调整奠定了必要的基础.