FCM燃料压水堆弥散可燃毒物中子学分析 被引量：7

1

作者 李满仓 刘仕倡 +2 位作者 秦冬 于颖锐 王侃 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1188-1194,共7页

为将全陶瓷微胶囊封装(FCM)燃料应用于小型压水堆,对FCM燃料组件开展了可燃毒物中子学设计与分析。通过寿期初引入负反应性、寿期内消耗速率和寿期末残留3个方面,对弥散在SiC基体中的弥散型可燃毒物Gd2O3、Er2O3、Sm2O3、Eu2O3、Dy2O3及... 为将全陶瓷微胶囊封装(FCM)燃料应用于小型压水堆,对FCM燃料组件开展了可燃毒物中子学设计与分析。通过寿期初引入负反应性、寿期内消耗速率和寿期末残留3个方面,对弥散在SiC基体中的弥散型可燃毒物Gd2O3、Er2O3、Sm2O3、Eu2O3、Dy2O3及HfO2进行评价。FCM燃料中TRISO颗粒核芯直径达800μm,燃料颗粒自屏效应强烈,在RMC程序中引入随机介质计算功能,对FCM燃料进行随机几何建模,保证了反应性计算精度。分析表明:Er2O3可作为FCM燃料堆芯的候选可燃毒物,Gd2O3和Eu2O3需结合堆芯开展进一步研究,Sm2O3、Dy2O3及HfO2的反应性惩罚过大,不适合作为FCM燃料可燃毒物。 展开更多

关键词 FCM燃料 可燃毒物 压水堆 TRISO颗粒 RMC程序

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基于cosRMC的同位素电池屏蔽计算研究 被引量：1

2

作者 王益祺 刘仕倡 +5 位作者 靳程建 李锐 孙宁延 韩毅 张显 陈义学 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期622-629,共8页

热电式同位素电池系统作为一种新型能源系统,在深空、深海探测任务中有广泛应用。钛酸锶热源中的放射性同位素90 Sr和90 Y会发射β射线,β射线与物质作用产生韧致辐射,韧致辐射具有很强的穿透力,需要为热源安装屏蔽层,以降低辐射剂量。... 热电式同位素电池系统作为一种新型能源系统,在深空、深海探测任务中有广泛应用。钛酸锶热源中的放射性同位素90 Sr和90 Y会发射β射线,β射线与物质作用产生韧致辐射,韧致辐射具有很强的穿透力,需要为热源安装屏蔽层,以降低辐射剂量。当屏蔽层厚度超过一定值后,蒙特卡罗方法计算结果的统计误差显著增大,采用减方差技术可以提高热电式同位素电池屏蔽计算的准确性。同时,直接电子输运模拟耗时很长,可以通过厚靶韧致辐射模型处理电子产生的光子,从而提高计算效率。本文开展了cosRMC程序的减方差技术和厚靶韧致辐射模型在同位素电池屏蔽计算中的应用研究与验证,基于美国SNAP-21结构的设计方案,采用cosRMC程序对同位素电池进行了精细建模,通过改变外屏蔽层厚度分析其对表面剂量率的影响,并与MCNP结果进行比较。结果表明,在电池径向和轴向使用不同厚度的屏蔽层,cosRMC与MCNP计算的贫铀屏蔽层表面的剂量率的相对误差在±3σ区间内符合良好。采用栅元重要性减方差后,两程序统计误差均减小,且在电池径向5 cm处和轴向4 cm处,结果在±3σ区间内符合良好,进一步验证了cosRMC程序进行热电式同位素电池屏蔽计算的准确性。 展开更多

关键词 同位素电池 屏蔽计算 MCNP cosRMC 减方差

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结合源偏倚和权窗的蒙特卡罗全局减方差方法

3

作者 张显 刘仕倡 +3 位作者 魏军侠 李树 王鑫 上官丹骅 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期113-118,共6页

全局计数问题在反应堆pin-by-pin模型蒙特卡罗模拟和多物理耦合计算中动态粒子输运蒙特卡罗模拟等重大研究领域中都有广泛的应用场景.大量的全局减方差算法研究立足于全局计数误差分布的展平,由此提高全局计数的整体效率.本工作针对两... 全局计数问题在反应堆pin-by-pin模型蒙特卡罗模拟和多物理耦合计算中动态粒子输运蒙特卡罗模拟等重大研究领域中都有广泛的应用场景.大量的全局减方差算法研究立足于全局计数误差分布的展平,由此提高全局计数的整体效率.本工作针对两种高效全局减方差算法,即均匀计数密度算法(属于源偏倚算法的一种)和权窗算法的结合展开研究,提出利用均匀计数密度算法的偏倚因子调整权窗下限,由此实现两种算法的有机结合.基于Hoogenboom-Martin压水堆全堆基准题中开展了一系列对比测试,验证了混合全局减方差算法更优于单一权窗算法或均匀计数密度算法,尤其是在降低最大误差方面.同时,基于新的指标,验证了均匀计数密度算法较经典的均匀裂变源算法具有更好的表现.研究结果表明,本文提出的混合全局减方差算法能高效求解全局计数问题,进一步促进了相关领域的研究. 展开更多

关键词 蒙特卡罗方法 全局减方差 均匀计数密度算法 权窗算法

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微型反应堆高速撞击下核临界安全的初步分析

4

作者 王立鹏 曹璐 +7 位作者 陈立新 李锐 刘仕倡 李达 张信一 姜夺玉 胡田亮 江新标 《核技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期138-148,共11页

微型反应堆可作为月球表面动力、航天器动力等用于太空探索,反应堆发射前需要对发射事故的影响进行安全分析。反应堆高空坠落并撞击到混凝土是主要的临界安全分析场景,高速撞击后反应堆可能重返临界。本文以两种简化的反应堆模型高速撞... 微型反应堆可作为月球表面动力、航天器动力等用于太空探索,反应堆发射前需要对发射事故的影响进行安全分析。反应堆高空坠落并撞击到混凝土是主要的临界安全分析场景,高速撞击后反应堆可能重返临界。本文以两种简化的反应堆模型高速撞击场景为例,利用连续介质力学有限元程序ABAQUS与粒子输运蒙特卡罗程序耦合,完成了纯燃料堆芯垂直撞击地面和带径向反射层和屏蔽层圆柱堆30°倾角撞击地面的模拟,预测了两种场景反应堆高速撞击下keff随时间变化的物理特性。结果表明:纯燃料反应堆垂直撞击地面的keff增加最高可达1000×10^(-5),而具有反射层和屏蔽层反应堆30°倾角撞击地面的keff增加最高为200×10^(-5)。均匀密度变化条件下,采用表面非结构网格与内部非结构网格的蒙卡程序的计算结果符合较好,内部非结构网格能够更真实地捕捉材料的非均匀密度变化效应。本文的研究为微型反应堆高速撞击下的临界安全研究奠定了重要基础。 展开更多

关键词 空间堆 高速撞击 临界安全 蒙特卡罗 ABAQUS

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基于cosRMC的聚变堆输运-活化内耦合方法研究

5

作者 王胜哲 刘仕倡 陈义学 《核技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期55-70,共16页

在聚变反应堆运行过程中,中子活化会导致大量放射性核素的产生,因此活化计算在反应堆的屏蔽设计和辐射安全分析中具有重要作用。本文基于蒙特卡罗粒子输运程序cosRMC的内置燃耗求解器Depth,开发了固定源模式下的内耦合输运-活化耦合计... 在聚变反应堆运行过程中,中子活化会导致大量放射性核素的产生,因此活化计算在反应堆的屏蔽设计和辐射安全分析中具有重要作用。本文基于蒙特卡罗粒子输运程序cosRMC的内置燃耗求解器Depth,开发了固定源模式下的内耦合输运-活化耦合计算功能。将该程序应用于中国聚变工程试验堆(Chinese Fusion EngineeringTestingReactor,CFETR)的第一壁(First-wall,FW)材料钢和面向等离子体部件(Plasma-facing Component,PFC)材料钨,分别使用连续能量截面和多群截面进行活化计算,并与活化程序ALARA进行对比验证,发现cosRMC的计算结果与ALARA计算的结果符合良好,初步验证了开发的cosRMC程序输运-活化内耦合计算功能的正确性。与传统蒙特卡罗-活化计算程序的外耦合方式相比,内耦合方式蒙特卡罗不需要把中子能谱传给外部活化程序,而是在蒙特卡罗中子输运过程中嵌入计算活化相关的核素单群反应截面,动态更新中子能谱和材料信息,同时可以使用连续能量截面进行反应率计算,得到与实际问题的几何、能谱相关的反应截面,从而精确地考虑了共振区核截面的影响。 展开更多

关键词 活化计算 聚变堆 固定源 ALARA cosRMC

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基于SINBAD聚变基准题的cosRMC程序屏蔽计算研究

6

作者 车锐 刘仕倡 +1 位作者 田卓 陈义学 《核技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期71-81,共11页

聚变堆具有中子能量高、空间尺度大、几何结构复杂、辐射衰减梯度大等特点,其屏蔽计算更具挑战。为了验证蒙卡程序cosRMC在针对聚变堆屏蔽问题的准确性,对国际屏蔽基准题库SINBAD中的两个屏蔽实验进行了模拟。首先基于基准题实验模型建... 聚变堆具有中子能量高、空间尺度大、几何结构复杂、辐射衰减梯度大等特点,其屏蔽计算更具挑战。为了验证蒙卡程序cosRMC在针对聚变堆屏蔽问题的准确性,对国际屏蔽基准题库SINBAD中的两个屏蔽实验进行了模拟。首先基于基准题实验模型建立了详细的三维中子学模型,通过cosRMC中子-光子耦合输运计算,对实验时在模型中处于不同中子穿透深度位置的探测器的中子能谱进行模拟计算。然后采用栅元重要性减方差技术进一步提高cosRMC屏蔽计算的精度。最后将cosRMC计算得到的中子通量谱与MCNP5的计算结果以及基准题实验值进行了对比。结果表明,cosRMC与MCNP5的计算结果相符,二者的相对误差在3倍相对统计误差以内,且与实验值吻合良好,证明了cosRMC具有进行聚变堆屏蔽计算的能力。 展开更多

关键词 聚变基准题 屏蔽计算 SINBAD cosRMC

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基于严格两步法的停堆剂量率计算程序的基准分析

7

作者 张显 刘仕倡 +3 位作者 卢棚 张小康 全国萍 陈义学 《辐射防护》 CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期20-24,共5页

基于蒙卡程序cosRMC的网格计数功能,开发了以严格两步法为核心的停堆剂量率计算程序,通过耦合粒子输运计算和活化分析计算,精确求解停堆剂量场。其中,采用ALARA程序开展活化分析计算,将程序应用于ITER诊断窗口计算基准题上,开展了充分... 基于蒙卡程序cosRMC的网格计数功能,开发了以严格两步法为核心的停堆剂量率计算程序,通过耦合粒子输运计算和活化分析计算,精确求解停堆剂量场。其中,采用ALARA程序开展活化分析计算,将程序应用于ITER诊断窗口计算基准题上,开展了充分的计算分析,并与其他严格两步法程序计算得到的停堆剂量率结果有较好的一致性。另外,由于聚变装置几何十分复杂,结构网格难以准确描述几何结构,往往一个网格包含多个栅元,此时网格的通量平均对停堆剂量率的精度会带来不好的影响,而非结构网格具有良好的几何适应性,因此,基于非结构网格对停堆剂量率程序作了进一步开发,并在基准题上开展计算分析,验证了程序基于非结构网格计算停堆剂量率的可靠性。 展开更多

关键词 停堆剂量率 严格两步法 cosRMC ALARA 非结构网格

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积极安全有序发展核电

8

作者 杜忠明 白云生 +1 位作者 刘仕倡 赵成昆 《新华月报》 2023年第13期114-119,共6页

党的二十大报告提出,积极安全有序发展核电。《"十四五"现代能源体系规划》提出,在确保安全的前提下,积极有序推动沿海核电项目建设,合理布局新增沿海核电项目;到2025年,核电运行装机容量达到7000万干瓦左右。本期邀请几位专... 党的二十大报告提出,积极安全有序发展核电。《"十四五"现代能源体系规划》提出,在确保安全的前提下,积极有序推动沿海核电项目建设,合理布局新增沿海核电项目;到2025年,核电运行装机容量达到7000万干瓦左右。本期邀请几位专家围绕相关问题进行研讨。 展开更多

关键词 现代能源 体系规划 合理布局 核电运行 安全有序 发展核电 装机容量 确保安全

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基于粒子群优化算法的压水堆换料优化初步研究 被引量：4

9

作者 刘仕倡 蔡杰进 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期1-5,共5页

基于大亚湾核电站压水堆堆芯燃料组件布置建立优化的数学模型,采用离散的多目标粒子群优化算法和基于有限元法的堆芯计算软件"Donjon",及组件计算软件"Dragon",将粒子群程序与堆芯物理计算软件结合,编制完整的堆芯... 基于大亚湾核电站压水堆堆芯燃料组件布置建立优化的数学模型,采用离散的多目标粒子群优化算法和基于有限元法的堆芯计算软件"Donjon",及组件计算软件"Dragon",将粒子群程序与堆芯物理计算软件结合,编制完整的堆芯燃料管理优化程序。应用此优化程序对大亚湾核电站初装料进行优化的结果表明:粒子群优化算法得到的优化方案与参考方案相比,keff增加11.9%,且功率峰因子低于1.4,满足安全限值。 展开更多

关键词 压水堆 换料优化 粒子群算法

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基于通用型耦合方法蒙特卡罗核热耦合 被引量：3

10

作者 叶辛欧文 刘仕倡 王侃 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期14-19,共6页

在自主堆用蒙卡程序RMC内部开发的热工水力子通道功能模块RMC-TH以及蒙特卡罗几何栅元计数器的基础上,研究并开发了通用型内耦合接口。与传统依赖文件传递信息的外耦合相比,该耦合方式对两种物理过程使用统一的输入文件,利用重复结构热... 在自主堆用蒙卡程序RMC内部开发的热工水力子通道功能模块RMC-TH以及蒙特卡罗几何栅元计数器的基础上,研究并开发了通用型内耦合接口。与传统依赖文件传递信息的外耦合相比,该耦合方式对两种物理过程使用统一的输入文件,利用重复结构热工反馈栅元展开技术,可以实现物理-热工大规模几何模型的快速内部对应,突破了以往核热耦合程序通用性的限制;截面更新方面,采用在线多普勒展宽法(OTF)实现温度对中子截面的反馈作用。该方法只需加载0K的截面库,可以降低对计算机内存的需求,提高计算效率。以单棒及典型压水堆PWR 17×17组件为例,对核热耦合过程进行了稳态模拟分析,结果证明了内耦合方法的可行性、正确性及高效性。 展开更多

关键词 RMC 核热耦合 内耦合 子通道程序 蒙特卡罗

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蒙特卡罗粒子输运程序cosRMC的深穿透屏蔽计算研究 被引量：3

11

作者 李锐 张显 +4 位作者 刘仕倡 全国萍 秦瑶 严伊蔓 陈义学 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期82-87,共6页

在核设施的屏蔽计算中,大屏蔽空间的深穿透问题一直是蒙特卡罗程序工程应用的难点之一。本文基于美国NRC发布的NUREG/CR-6115 PWR注量率计算基准题,采用cosRMC参考进行精细建模,并与参考程序的结果进行比较。计算过程中,通过设置栅元重... 在核设施的屏蔽计算中,大屏蔽空间的深穿透问题一直是蒙特卡罗程序工程应用的难点之一。本文基于美国NRC发布的NUREG/CR-6115 PWR注量率计算基准题,采用cosRMC参考进行精细建模,并与参考程序的结果进行比较。计算过程中,通过设置栅元重要性来减小方差,提高计算效率。计算结果表明,cosRMC与参考程序在不同穿透深度上的中子通量密度和光子通量密度的相对偏差在±3倍的蒙特卡罗统计误差之内,符合良好,验证了cosRMC在屏蔽计算以及深穿透问题中的正确性。本文还比较了不同电子处理方法对光子通量密度的影响,结果表明,不考虑电子时光子通量密度至少被低估了6%左右,同时cosRMC程序电子处理的厚靶韧致辐射模型的结果与参考程序符合良好。 展开更多

关键词 cosRMC 减方差 深穿透问题 屏蔽计算 电子效应

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中子辐照下初级离位原子模拟研究 被引量：2

12

作者 刘仕倡 吴宇轩 陈义学 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1448-1452,共5页

材料在核反应堆中子辐照条件下的初级离位原子信息是多尺度材料计算模拟的输入条件。本文对中子辐照下初级离位原子的两种计算方法——散射矩阵转换法和蒙特卡罗两体碰撞法进行了研究,在压水堆中子能谱条件下,对锆、铁、钨、碳化硅等材... 材料在核反应堆中子辐照条件下的初级离位原子信息是多尺度材料计算模拟的输入条件。本文对中子辐照下初级离位原子的两种计算方法——散射矩阵转换法和蒙特卡罗两体碰撞法进行了研究,在压水堆中子能谱条件下,对锆、铁、钨、碳化硅等材料的初级离位原子进行了模拟,得到了初级离位原子的能量分布。结果表明,两种计算方法的结果一致。同时,蒙特卡罗两体碰撞法还可考虑如靶核热运动、化学键效应。本研究为后续金属材料的分子动力学及多尺度材料模拟提供了基础。 展开更多

关键词 中子辐照 初级离位原子 散射矩阵 蒙特卡罗

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直接使用CAD几何的蒙特卡罗粒子输运方法研究 被引量：2

13

作者 王振宇 刘仕倡 +3 位作者 张小康 申鹏飞 王侃 陈义学 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期88-91,共4页

传统的蒙特卡罗程序通常使用构造实体几何(CSG)的方法进行几何建模。然而对于某些复杂的高阶曲面使用CSG进行精确建模非常困难且会耗费大量的时间。为解决这一问题,国际上提出了一种直接使用CAD几何建模的蒙特卡罗(DAGMC)方法来进行粒... 传统的蒙特卡罗程序通常使用构造实体几何(CSG)的方法进行几何建模。然而对于某些复杂的高阶曲面使用CSG进行精确建模非常困难且会耗费大量的时间。为解决这一问题,国际上提出了一种直接使用CAD几何建模的蒙特卡罗(DAGMC)方法来进行粒子输运计算。本文基于反应堆蒙特卡罗程序RMC,开发了使用CAD几何的DAG-RMC程序,并将DAG-RMC应用于方块组合体、燃料棒和犹他州茶壶3种模型的计算分析。结果表明:DAG-RMC的计算结果与传统CSG建模方法及OpenMC程序的结果符合良好,验证了DAG-RMC在粒子输运及临界计算中的正确性。 展开更多

关键词 粒子输运 DAGMC CAD RMC程序

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高性能轻水堆中子物理-热工水力耦合行为分析 被引量：1

14

作者 唐琪 蔡杰进 +1 位作者 徐伟峰 刘仕倡 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第S1期227-232,共6页

针对1种典型的"三流程"超临界水堆——高性能轻水堆(HPLWR)开发了中子物理-热工水力耦合分析程序,并对其堆芯进行了核热耦合计算。基于该程序开展了传热关系式敏感性研究,得出适用于HPLWR核热耦合的传热关系式,进而对HPLWR进... 针对1种典型的"三流程"超临界水堆——高性能轻水堆(HPLWR)开发了中子物理-热工水力耦合分析程序,并对其堆芯进行了核热耦合计算。基于该程序开展了传热关系式敏感性研究,得出适用于HPLWR核热耦合的传热关系式,进而对HPLWR进行中子物理-热工水力耦合行为计算,得出了一些关键参数沿轴向的分布规律。结果表明:开发的程序可较好地分析高性能轻水堆的中子物理-热工水力耦合行为。 展开更多

关键词 高性能轻水堆 核热耦合 传热关系式

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基于区域分解的CTF全堆子通道热工计算研究 被引量：1

15

作者 郭娟娟 刘仕倡 +4 位作者 尚晓通 郭啸宇 叶辛欧文 黄善仿 王侃 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期40-45,共6页

分别用CTF和反应堆蒙卡程序RMC对BEAVRS基准题进行全堆精细建模,由RMC统计径向及轴向功率分布并作为CTF的功率输入。利用CTF的区域分解技术,进行BEAVRS全堆pin by pin子通道计算,采用193个核并行计算,耗时268s,得到了精细的燃料棒中心... 分别用CTF和反应堆蒙卡程序RMC对BEAVRS基准题进行全堆精细建模,由RMC统计径向及轴向功率分布并作为CTF的功率输入。利用CTF的区域分解技术,进行BEAVRS全堆pin by pin子通道计算,采用193个核并行计算,耗时268s,得到了精细的燃料棒中心及表面温度、冷却剂温度及密度、空泡份额、包壳温度等重要参数,验证了CTF进行全堆子通道计算的高效性及可靠性,为实现基于RMC和CTF的核热耦合计算奠定了重要基础。 展开更多

关键词 BEAVRS基准题 区域分解 并行 CTF RMC

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改进弦长抽样方法开发及在弥散燃料蒙特卡罗模拟的应用 被引量：1

16

作者 刘仕倡 王侃 陈义学 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1679-1684,共6页

弥散型燃料广泛应用于高温气冷堆、事故容忍燃料、实验研究堆及核动力舰船等,是重要的燃料类型之一。弦长抽样(CLS)方法可简化弥散燃料几何建模,提高计算效率,然而传统CLS方法只能描述单种颗粒的填充,同时在高体积填充率时误差较大。针... 弥散型燃料广泛应用于高温气冷堆、事故容忍燃料、实验研究堆及核动力舰船等,是重要的燃料类型之一。弦长抽样(CLS)方法可简化弥散燃料几何建模,提高计算效率,然而传统CLS方法只能描述单种颗粒的填充,同时在高体积填充率时误差较大。针对CLS方法的两大问题,本文在自主化堆用蒙特卡罗程序RMC中开发了改进CLS方法,并应用于全陶瓷微胶囊封装燃料棒算例及含毒物颗粒的高温堆燃料球算例。计算结果表明,改进CLS方法可解决多种颗粒混合填充的问题,并且可保证体积填充率的准确性,为弥散燃料的临界及燃耗计算提供了高效、精确的方法。 展开更多

关键词 弦长抽样方法 弥散燃料 蒙特卡罗 RMC

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基于改进Gauss-Hermite方法的在线多普勒展宽方法研究 被引量：1

17

作者 刘仕倡 王侃 陈义学 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期458-463,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 Gauss-Hermite方法 在线多普勒展宽 可分辨共振 蒙特卡罗

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基于遗传算法的可燃毒物设计优化方法研究 被引量：1

18

作者 肖鹏 王健 +4 位作者 刘仕倡 李满仓 周冰燕 王连杰 陈义学 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1456-1463,共8页

可燃毒物可补偿寿期初过剩反应性及展平功率分布,因此对堆芯燃料组件设计具有重要意义。目前传统的优化设计主要依靠设计者的主观经验及判断,复杂耗时,其设计效率及可靠性急待改进。本文将多目标并行遗传算法应用于压水堆组件毒物选型优... 可燃毒物可补偿寿期初过剩反应性及展平功率分布,因此对堆芯燃料组件设计具有重要意义。目前传统的优化设计主要依靠设计者的主观经验及判断,复杂耗时,其设计效率及可靠性急待改进。本文将多目标并行遗传算法应用于压水堆组件毒物选型优化,以反应性控制、功率分布和不同时期燃耗剩余等为目标,对可燃毒物材料类型、含可燃毒物燃料棒排列方式、毒物含量、轴向分层等决策变量进行优化,研究了遗传算法在燃料组件毒物多目标优化设计中的理论模型及实现方法。同时将遗传算法与蒙特卡罗粒子输运方法有机结合,应用到压水堆燃料组件设计中,得到了组件可燃毒物优化方案。针对二维和三维燃耗计算,分别筛选了13和40种优化方案。计算结果表明:Er_(2)O_(3)用作毒物的综合效果最好;Gd_(2)O_(3)、Eu_(2)O_(3)和Sm_(2)O_(3)的应用需结合堆芯方案开展进一步研究;HfO_(2)和Dy_(2)O_(3)不适合用作可燃毒物。该结果与通过人工搜索优化得到的结论基本一致。同时,三维轴向分层可为优化提供更多可选的材料种类方案,以部分毒物的分层布置方式可减小功率峰因子。本文研究为堆芯燃料/毒物设计提供了先进方法及工具。 展开更多

关键词 可燃毒物 多目标 遗传算法 蒙特卡罗

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超临界水堆铀钍混合燃料组件中子学特性分析 被引量：1

19

作者 刘仕倡 蔡杰进 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2015年第3期546-554,共9页

针对超临界水堆的能谱特性及钍燃料的中子特性,提出了一种应用于超临界水堆的新型铀钍混合燃料组件设计方案,并利用组件计算程序Dragon"对该设计在不同工况下的中子学特性进行了分析,包括:无限增殖因数、反应性温度系数、易裂变材... 针对超临界水堆的能谱特性及钍燃料的中子特性,提出了一种应用于超临界水堆的新型铀钍混合燃料组件设计方案,并利用组件计算程序Dragon"对该设计在不同工况下的中子学特性进行了分析,包括:无限增殖因数、反应性温度系数、易裂变材料存量比(FIR)等,以及它们随燃耗变化的规律。另外,通过改变混合燃料组件中燃料棒的慢化剂-燃料比,探究了其对燃料组件中子学特性的影响。结果表明:超临界水堆较硬的中子能谱有利于产生易裂变核素,同时该新型燃料组件在提高燃料利用率和减少次锕系元素存量方面具有一定的优势。 展开更多

关键词 超临界水堆 钍燃料 中子学

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基于CENDL-3.2的多群截面库含Be快临界基准分析

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作者 吴军 刘仕倡 陈义学 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期73-78,共6页

中国评价核数据库最新版CENDL-3.2(Chinese Evaluated Nuclear DataLibrary)已于2020年6月发布,对包括核工程计算中常用的^(235)U、^(238)U、^(239)Pu、^(56)Fe等134个核素的中子反应数据重新进行了评价和计算,与CENDL-3.1相比,CENDL-3.... 中国评价核数据库最新版CENDL-3.2(Chinese Evaluated Nuclear DataLibrary)已于2020年6月发布,对包括核工程计算中常用的^(235)U、^(238)U、^(239)Pu、^(56)Fe等134个核素的中子反应数据重新进行了评价和计算,与CENDL-3.1相比,CENDL-3.2数据种类和数据质量均有大幅提高。Be由于其散射截面大、吸收截面小,常被用作熔盐堆燃料载体盐成分之一,其反应截面数据的准确性在熔盐堆设计中不容忽视。基于CENDL-3.2评价核数据库,采用NJOY制作了199群中子、42群光子的MATXS格式多群截面库,挑选了35个含Be快临界基准对其进行检验分析,并与基于ENDF/B-7.1和JENDL-4.0的多群截面库计算结果进行对比。分析表明:基于CENDL-3.2多群截面库计算的26个基准题(74.29%)的结果与实验值偏差在0.5%以内,整体上优于ENDF/B-7.1和JENDL-4.0。表明CENDL-3.2中的Be数据和基于CENDL-3.2的多群截面库及其制作方法是可靠的,能够用于熔盐堆相关设计计算。 展开更多

关键词 CENDL-3.2 多群截面库 BE 快临界基准

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