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基于SuperMC的随机介质程序在双重非均匀性问题中的应用

朱彤 陈玉清 李昂 谢明亮 叶磊

朱彤, 陈玉清, 李昂, 等. 基于SuperMC的随机介质程序在双重非均匀性问题中的应用[J]. 强激光与粒子束, 2022, 34: 026013. doi: 10.11884/HPLPB202234.210301
引用本文: 朱彤, 陈玉清, 李昂, 等. 基于SuperMC的随机介质程序在双重非均匀性问题中的应用[J]. 强激光与粒子束, 2022, 34: 026013. doi: 10.11884/HPLPB202234.210301
Zhu Tong, Chen Yuqing, Li Ang, et al. Application of random media program based on SuperMC in solving double-heterogeneity[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2022, 34: 026013. doi: 10.11884/HPLPB202234.210301
Citation: Zhu Tong, Chen Yuqing, Li Ang, et al. Application of random media program based on SuperMC in solving double-heterogeneity[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2022, 34: 026013. doi: 10.11884/HPLPB202234.210301

基于SuperMC的随机介质程序在双重非均匀性问题中的应用

doi: 10.11884/HPLPB202234.210301
基金项目: 国家自然科学基金项目(11502298);核反应堆系统设计技术重点实验室基金项目(HT-KFKT-02-2017103)
详细信息
    作者简介:

    朱 彤,511763596@qq.com

  • 中图分类号: TL3

Application of random media program based on SuperMC in solving double-heterogeneity

  • 摘要: 与传统的棒状燃料采用单一UO2陶瓷芯体不同,弥散型板状燃料元件是将燃料微球混合在金属基体中,燃料球与基体间微观上还存在体积的非均匀性。如果不能有效处理弥散燃料的局部空间,自屏效应将对物理特性参数计算带来一定偏差。但传统确定论程序的填卡方式忽略了弥散型燃料具有双重非均匀性的特点。针对板状弥散型燃料栅元,基于SuperMC程序编写随机介质程序,分别建立体积均匀模型和颗粒模型来验证分析弥散型燃料中由空间自屏效应引起的非均匀性。结果表明,该随机介质程序用于SuperMC中,可以解决具有双重非均匀性的弥散型燃料的粒子输运数值模拟问题,再通过建立传统RPT等效模型修正燃料和基体间非均匀性带来的计算偏差。
  • 图  1  随机颗粒模型

    Figure  1.  Random particles model

    图  2  体积均匀模型与颗粒模型几何图

    Figure  2.  Volumetric Homogenization Model (VHM) and Grain Model (GM) geometric figure

    图  3  单颗粒模型燃耗计算偏差

    Figure  3.  Calculation deviation of fuel consumption for single-type particle model

    图  4  双颗粒模型燃耗计算结果

    Figure  4.  Deviation of fuel consumption for two-type particle model

    图  5  传统RPT等效原理图

    图  6  传统RPT方法等效结果图

    Figure  6.  Equivalent results of the RPT method

    表  1  单板均匀模型主要物理参数

    Table  1.   Physical parameters of volumetric homogeneous model physical parameters

    offuel core length/cmfuel core width/cmclad length/cmclad thickness/cmmoderator length/cm
    1.500.051.500.0151.50
    moderator width/cmplate length/cmplate width/cmfuel height/cmvolume of UO2/%
    0.080.100.081.2012
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    表  2  0燃耗下的模型验证

    Table  2.   Model validation at zero burnup

    fuel enrichment/%SuperMC keffMCNP kefferror/10−5
    201.410551.41100−45
    501.683051.68319−14
    801.777591.77797−38
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    表  3  不同分布的颗粒模型keff计算结果

    Table  3.   Grain model keff values with different distributions

    No.GM keffaverage kefferror/10−5
    11.403 461.403 80−34
    21.403 56−24
    31.404 0828
    41.403 9010
    51.404 0020
    下载: 导出CSV
  • [1] 刘仕倡. 基于RMC的反应堆全寿期高保真模拟与随机介质精细计算[D]. 北京: 清华大学, 2018.

    Liu Shichang. Reactor high fidelity life-cycle simulation and precise calculation of stochastic media based on RMC code[D]. Beijing: Tsinghua University, 2018
    [2] 郭玉川. 板状燃料元件堆流道堵塞事故分析[D]. 北京: 中国工程物理研究院, 2019.

    Guo Yuchuan. Analysis on a flow blockage incident at a plate-type fuel reactor[D]. Beijing: China Academy of Engineering Physics, 2019
    [3] 李颂, 张乾, 张志俭, 等. 基于子群方法的双重非均匀性共振计算方法研究[J]. 原子能科学技术, 2020, 54(10):1892-1899. (Li Song, Zhang Qian, Zhang Zhijian, et al. Resonance treatment for double heterogeneity based on subgroup method[J]. Atomic Energy Science and Technology, 2020, 54(10): 1892-1899
    [4] Hébert A. A collision probability analysis of the double-heterogeneity problem[J]. Nuclear Science and Engineering, 1993, 115(2): 177-184. doi: 10.13182/NSE115-177
    [5] Shmakov V M, Lyutov V D, Dean V F. Effective cross sections for calculations of criticality of dispersed media[C]//Proceedings of Advances in Reactor Physics, and Mathematics and Computation into the Next Millennium. 2000: 7-11.
    [6] Li Jian, She Ding, Shi Lei. An improved reactivity-equivalent physical transformation for treating FCM fuel with burnable poisons[J]. Annals of Nuclear Energy, 2018, 121: 577-581. doi: 10.1016/j.anucene.2018.08.024
    [7] 娄磊, 姚栋, 柴晓明, 等. 耐事故燃料双重非均匀性RPT方法研究[J]. 核技术, 2020, 43(8):20-24. (Lou Lei, Yao Dong, Chai Xiaoming, et al. Research of the RPT method on double-heterogeneity of accident tolerance fuel[J]. Nuclear Techniques, 2020, 43(8): 20-24
    [8] 李耀东, 余纲林, 李万林, 等. 蒙卡燃耗中的氙振荡现象分析及计算研究[J]. 强激光与粒子束, 2018, 30:036004. (Li Yaodong, Yu Ganglin, Li Wanlin, et al. Xenon oscillation analysis in Monte Carlo burnup calculation[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2018, 30: 036004 doi: 10.11884/HPLPB201830.170228
    [9] Xu Y B, Bedenko S V. Study of keff values of different distributions and types of burnable poisons in VVER-1000 reactor using SuperMC[J]. Journal of Physics: Conference Series, 2021, 1989: 012022. doi: 10.1088/1742-6596/1989/1/012022
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-07-20
  • 修回日期:  2021-09-06
  • 网络出版日期:  2021-09-18
  • 刊出日期:  2022-01-11

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