全能谱中子辐照损伤精确模拟系统及其算法技术方案

本发明专利技术公开了一种全能谱中子辐照损伤精确模拟系统，该系统主要包括辐照损伤核数据模块、高能物理核反应模块以及辐照损伤计算模块。本系统的算法包括以下步骤：第一步输入中子通量、材料成分或者选择固定的辐照环境；第二步，将中子通量、材料成分数据输入辐照损伤核数据以及高能物理核反应模块，进行辐照损伤截面调用与计算，生成指定核素全能谱的中子辐照损伤DPA及气体产生截面；第三步，根据第二步调用或计算的中子辐照损伤截面，输入到辐照损伤计算模块，结合材料的辐照时间以及中子通量、材料成分，实现在任意辐照环境下的全能谱中子辐照损伤精确计算。本发明专利技术所涉及的系统可以充分满足多种核能系统的辐照损伤计算与模拟。

An accurate simulation system and its algorithm for neutron radiation damage in all spectrum

The invention discloses a full spectrum neutron radiation damage accurate simulation system, which mainly comprises a radiation damage nuclear data module, a high-energy physics nuclear reaction module and a radiation damage calculation module. The algorithm of this system includes the following steps: the first step input of neutron flux and material composition or irradiation environment fixed; the second step, the neutron flux and composition data input data and nuclear radiation damage of high energy physics, nuclear reaction module, irradiation damage cross section by calculation and generation of specified nuclide Almighty spectrum neutron radiation damage DPA and the gas generating section; the third step, according to the neutron irradiation damage section second step call or calculation, input to the radiation damage calculation module, combined with irradiation time materials and neutron flux, material composition, to achieve accurate calculation of spectrum of neutron irradiation damage in any radiation environment of the almighty. The system involved in the invention can fully meet the radiation damage calculation and Simulation of a plurality of nuclear power systems.

【技术实现步骤摘要】
全能谱中子辐照损伤精确模拟系统及其算法
本专利技术涉及材料辐照损伤计算、核反应理论分析领域，特别是涉及一种全能谱中子辐照损伤精确模拟系统及其算法。
技术介绍
费米曾指出“核技术的成败将强烈地取决于材料在反应堆中强辐射场下的行为”，材料问题是反应堆研究中亟待解决的问题之一，核反应堆的发展证实了此言。早期，锆合金包壳的结构、氢化和穿孔造成大量放射性泄漏，影响了核电站发展的进程。70年代，二氧化铀燃料的辐照密实引起燃料棒弯曲、破损，一度使核电站中止运行。直到目前，有芯块和包壳相互作用导致的燃料棒破损影响着核电站的经济性和安全性，该问题仍在深入研究。对于聚变堆、加速器驱动次临界堆ADS等先进核能系统，其高能中子对材料产生的辐照损伤更为严重，这些材料的抗辐照性能直接决定了反应堆的安全以及使用寿命。为了研究材料辐照损伤问题，找到一个真实的环境进行辐照实验最为理想。但是开展材料的辐照损伤实验研究存在以下问题：运行费用昂贵，代价高；难以找到真实的运行辐照环境，如聚变堆、ADS等；替代辐照实验存在较大偏差等，因此采用可靠数值模拟计算的方法来从理论上推算反应堆中子的辐照损伤和辐照效应变得尤为重要。即使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全能谱中子辐照损伤精确模拟系统，其特征在于，包括辐照损伤核数据模块、高能物理核反应模块、辐照损伤计算模块；辐照损伤核数据模块用于产生材料200MeV以下的核数据库，包括DPA截面、气体产生截面；高能物理核反应模块进行高能核反应截面的计算，生成指定材料200MeV以上的DPA截面、气体产生截面；辐照损伤计算模块根据高能中子与材料发生核反应的特点进行理论计算。

【技术特征摘要】
1.一种全能谱中子辐照损伤精确模拟系统，其特征在于，包括辐照损伤核数据模块、高能物理核反应模块、辐照损伤计算模块；辐照损伤核数据模块用于产生材料200MeV以下的核数据库，包括DPA截面、气体产生截面；高能物理核反应模块进行高能核反应截面的计算，生成指定材料200MeV以上的DPA截面、气体产生截面；辐照损伤计算模块根据高能中子与材料发生核反应的特点进行理论计算。2.根据权利要求1所述的全能谱中子辐照损伤精确模拟系统，其特征在于，所述辐照损伤核数据模块为多群辐照损伤核数据库，多群辐照损伤核数据库能群个数大于1000群，中子能量范围为10-5eV～200MeV，其中10-5eV～20MeV能段划分群数占总能群的80％，20MeV～200MeV能段划分能群占总能群的20％。3.根据权利要求2所述的全能谱中子辐照损伤精确模拟系统，其特征在于，多群辐照损伤核数据库的权重函数在10-5eV～1.0eV热能区采用标准Maxwell分布，4.0eV～9.811keV能区采用1/E分布，9.811keV～10MeV裂变中子区采用裂变谱分布，10MeV～20MeV能区采用聚变谱分布，20MeV～200MeV能区采用1/E分布。4.根据权利要求1所述的全能谱中子辐照损伤精确模拟系统，其特征在于，在高能物理核反应模块中，采用量子动力学模型QMD加上统计延迟模型SDM来计算200MeV～3GeV能段内中子与材料相互作用的氢气及氦气产生截面；采用系统分类模型来计算200MeV～3GeV能段内中子与材料相互作用的总截面和弹性散射截面。5.基于权利要求1所述全能谱中子辐照损伤精确模拟系统的全能谱中子辐照损伤算...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹俊，吴宜灿，胡丽琴，郝丽娟，尚雷明，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：安徽,34