A method for obtaining effective multi-group cross sections of FCM fuel is presented. In the resonance energy region, based on the ultra-fine group method, the one-dimensional spherical model containing TRISO particles and matrix materials is solved to obtain the ultra-fine group defect factors. By modifying the ultra-fine group cross sections of all nuclides through the ultra-fine group defect factors, the particles and matrix can be homogenized, and the fuel rods of FCM fuel can be obtained by equivalent Dankov factor. Value one-dimensional rod model solves superfine group slowing equation for one-dimensional rod model to obtain effective self-shielding cross section of resonance energy section. In thermal energy section, multi-group defect factors are obtained by using the equivalent of penetration probability and collision probability, and multi-group defect factors are used to modify multi-group cross section of all nuclides to homogenize fuel and matrix and obtain effective multi-group cross section of thermal energy section. The double inhomogeneity effect of CM fuels leads to accurate and effective self-shielding cross section.
【技术实现步骤摘要】
一种获取FCM燃料有效多群截面的方法
本专利技术涉及核反应堆堆芯及核反应堆物理计算领域,具体涉及一种获取FCM燃料有效多群截面的方法。
技术介绍
福岛事故后,事故容错燃料的研究变得非常迫切。FCM燃料是事故容错燃料的一种,同时FCM燃料也是一种弥散颗粒燃料,燃料区域由基质和TRISO燃料颗粒组成。FCM燃料存在双重非均匀性,分别是燃料棒内TRISO燃料颗粒的非均匀性和燃料棒的非均匀性。由于FCM燃料的双重非均匀性,采用传统的共振计算方法无法处理这种双重非均匀性。第一类处理双重非均匀性的方法是基于双重非均匀系统输运理论的方法,该方法可以获得FCM燃料较准确的多群有效截面,但是由于需要求解三维中子慢化方程,计算效率较低。另一类方法是采用常规燃料的自屏计算方法计算颗粒的自屏截面,然后采用丹可夫修正因子对截面进行修正,考虑双重非均匀性对自屏截面的影响,该方法不能对颗粒和基质进行均匀化处理,一般直接采用体积权重得到自屏截面,会引入计算偏差。因此,针对以上所存在的问题,需要专利技术一种准确、可行、快速的获取FCM燃料有效多群截面的方法。
技术实现思路
为了克服上述现有技术存在的问题,本专利技术的目的在于提供一种获取FCM燃料有效多群截面的方法,为了得到准确的有效多群截面,本专利技术基于等效均匀化方法,通过求解超细群中子慢化方程获得准确的有效截面,为全堆一步法输运计算提供可靠的多群有效截面。为了实现上述目的,本专利技术采取了以下技术方案:一种获取FCM燃料有效多群截面的方法,包括如下步骤:步骤1:构建一个内部是TRISO颗粒,外部是基质材料的一维球模型,基质材料的半径由公式 ...
【技术保护点】
1.一种获取FCM燃料有效多群截面的方法,其特征在于:包括如下步骤:步骤1:构建一个内部是TRISO颗粒,外部是基质材料的一维球模型,基质材料的半径由公式(1)计算得到;在共振能量段,针对该模型求解公式(2)所示超细群慢化方程,得到TRISO颗粒内以及基质内的超细群通量,然后由公式(3)求得TRISO颗粒内以及基质内的超细群缺陷因子;
【技术特征摘要】
1.一种获取FCM燃料有效多群截面的方法,其特征在于:包括如下步骤:步骤1:构建一个内部是TRISO颗粒,外部是基质材料的一维球模型,基质材料的半径由公式(1)计算得到;在共振能量段,针对该模型求解公式(2)所示超细群慢化方程,得到TRISO颗粒内以及基质内的超细群通量,然后由公式(3)求得TRISO颗粒内以及基质内的超细群缺陷因子;其中,Rm——基质材料的半径;Rt——TRISO颗粒的半径;F——TRISO颗粒的填充率;其中,∑i,g——第i区,第g超细群的宏观总截面φi,g——第i区,第g超细群的中子通量;Vi——第i区的体积;Vj——第j区的体积;Qj,g——第j区,第g超细群的源;Pji,g——第g超细群,第j区到第i区的碰撞概率;其中,Si,g——第i区,第g超细群的缺陷因子;φi,g——第i区,第g超细群的中子通量;——第g超细群的体积平均通量;步骤2:按公式(4),用各个区域的超细群缺陷因子修正对应区域的所有核素的超细群截面得到燃料棒内均匀化后的所有核素的超细群截面;其中,——第i区,k核素,第g超细群的均匀化后截面;σi,k,g——第i区,k核素,第g超细群的均匀化前截面;Si,g——第i区,第g超细群的缺陷因子;步骤3:将燃料棒视为黑体,采用中子流方法计算得到FCM燃料所有燃料棒的丹可夫修正因子,由于一维棒模型的燃料棒的丹可夫修正因子由公式(5)计算得到,由公式(5)可知,一维棒模型的燃料棒的丹可夫修正因子是该模型慢化剂半径的函数,因此,根据丹可夫修正因子等价,通过二分法搜索获得FCM燃料所有燃料棒的等效一维棒...
【专利技术属性】
技术研发人员:祖铁军,尹文,曹良志,吴宏春,贺清明,刘宙宇,
申请(专利权)人:西安交通大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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