基于蒙卡均匀化的核能系统物理分析方法研究

【摘要】：为了适应未来核电市场的需求,国际上提出了多种几何结构复杂、能谱变化多样的新概念核能系统设计。随着研究的深入,传统确定论反应堆分析方法受到了越来越多的挑战,主要在两方面:一是通用几何处理能力,二是多群常数库的适用性。蒙卡方法相比于确定论方法在几何及能谱适用性方面具有明显的优势,因而近年来蒙卡相关研究已经成为热点,基于蒙卡方法的堆芯临界-热工水力耦合计算已经可以实现。然而,在用于较大规模问题时,蒙卡方法仍然面临计算时间太长,收敛过慢的问题,这使得其仍不适用于堆芯的燃料管理计算。基于以上认识,本研究借鉴确定论分步法堆芯计算的思路,提出了一种合理的解决方法:在栅元或组件层次计算时,采用蒙卡方法,同时统计得到栅元或组件的多群均匀化常数;在堆芯层次计算时,采用确定论方法,提高堆芯的计算效率。这种方法克服了单独采用确定论方法或蒙卡方法所带来的不足,可以作为新型核能系统设计与分析的一个有效工具。本文通过构造算例计算,验证了这种方法的有效性。