1 东华理工大学 核科学与工程学院,南昌 330013
2 东华理工大学 核资源与环境国家重点实验室,南昌 330013
热管冷却反应堆采用固态反应堆设计理念,具有功率密度高、结构紧凑、固有安全性高等特点,在深空探索、深海勘探、偏远地区等场景中具有广阔的应用前景。核燃料作为热管冷却反应堆的重要组成部分,不同类型核燃料在堆芯燃耗分析时会呈现不同的中子学性能。基于美国爱达荷国家实验室(INL)提出的热管冷却反应堆INL Design A,利用清华大学蒙特卡罗中子输运程序RMC (Reactor Monte Carlo code)建立堆芯物理模型,选取UO2,(U0.9Pu0.1)O2,U-10Zr,U-8Pu-10Zr,UN,UC这6种核燃料开展燃耗计算,分析了不同核燃料、不同功率水平对热管冷却反应堆堆芯燃耗性能的影响。计算结果表明:在堆芯燃耗深度相同情况下(20.8 GW·d·t−1),装载U-8Pu-10Zr燃料的堆芯所需235U富集度最低(9.8%),具有较好的U-Pu增殖性能。堆芯功率处于5 MW的热管冷却反应堆,燃料中241Pu的存在不仅没起到增大堆芯燃耗深度的作用,反而导致堆芯剩余反应性和堆芯寿期末次锕系核素(MAs)的产量增大,影响反应堆的安全性与经济性。因此,对于装载含有Pu燃料的小功率长寿期热管冷却反应堆,需重点关注241Pu对堆芯燃耗性能的影响。
热管冷却反应堆 燃耗计算 RMC程序 241Pu核素 heat pipe cooled reactor burnup calculation RMC code 241Pu nuclide 强激光与粒子束
2022, 34(12): 126001
强激光与粒子束
2022, 34(2): 026006
1 清华大学 工程物理系, 北京 100084
2 上海核工程研究设计院 堆芯设计研究所, 上海 200233
评价核数据库是反应堆物理分析的基础。调研了各个时期重要版本的评价核数据库ENDF/B-Ⅳ,Ⅴ.2,Ⅵ.8,Ⅶ.0,Ⅶ.1,用国际著名的核数据处理程序NJOY进行加工得到五组连续能量点截面库,对部分核素的微观截面进行比较,利用堆用蒙卡程序RMC进行临界基准检验。结果表明: 基于ENDF/B-Ⅶ.1制作的连续能量中子截面库具有更高的精确度和良好的可靠性。
ACE格式库 临界基准检验 ENDF/B ENDF/B NJOY NJOY Reactor Monte Carlo Code(RMC) RMC ACE format library criticality benchmark 强激光与粒子束
2017, 29(2): 026004
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268 s, 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。
BEAVRS基准题 区域分解 并行 BEAVRS domain decomposition parallelization CTF CTF RMC RMC 强激光与粒子束
2017, 29(1): 016008
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0 K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。
核热耦合 内耦合 子通道程序 蒙特卡罗 RMC RMC neutronics-thermal hydraulics coupling inner coupling subchannel code Monte Carlo 强激光与粒子束
2017, 29(1): 016003
介绍了反应堆物理蒙特卡罗程序几何重复结构功能;以MCNP和反应堆用蒙特卡罗模拟程序RMC为例介绍了常见的重复结构输入及实现方式;简要介绍了三种用于几何层级、重复结构计算的加速功能;以大亚湾反应堆组件和全堆芯为例,比较了RMC和MCNP的计算时间,结果显示RMC相对于MCNP获得了3~9倍的加速效果。
复杂几何 重复结构 蒙特卡罗 RMC RMC complex geometry repeat structure Monte Carlo