A method for obtaining continuous spatial distribution of neutron flux density in fuel rods is presented. Monte Carlo simulation method is used to count the expansion coefficients of function, and then the continuous flux distribution in space is reconstructed by the expansion coefficients obtained by statistics, which solves the problem that the traditional Monte Carlo method is not precise in calculating flux distribution in fuel rods. Compared with the Monte Carlo method, the method of the present invention adds the statistical calculation function of continuous flux distribution; at the same precision level, it does not need to divide too fine counting grid, so that the expected variance level can be achieved without too large simulation history; the particle simulation and counting process of the method is based on the traditional Monte Carlo method. The counting response is no longer the traditional integral quantity, but the statistical expansion coefficient, which has high versatility and replaceability, and is convenient to develop on the basis of the existing calculation program.
【技术实现步骤摘要】
一种获得燃料棒内中子通量密度连续空间分布的方法
本专利技术涉及核反应堆堆芯设计计算领域,具体涉及一种获得燃料棒内中子通量密度连续空间分布的方法。
技术介绍
在核反应堆堆芯设计过程中,为了精细考察燃料棒内的核素消耗过程与结余状况,必须在全寿期内进行精细的中子输运数值模拟计算。在众多方法中,蒙特卡罗方法能结合粒子与介质原子核相互作用的物理过程,得到粒子在特定介质中输运后的中子通量密度分布情况。由于该方法建模过程没有引入近似,基于统计学理论,该方法在样本数足够多的情况下收敛于真解,所以该方法有较高的计算精度。蒙特卡罗方法被广泛应用于屏蔽计算和反应堆物理计算中,是研究粒子输运问题的重要工具。传统蒙特卡罗方法在模拟粒子输运过程的基础上,在特定的空间、角度、能量区域设置计数网格,通过统计模拟过程中粒子在相应区域中的径迹长度或碰撞次数,得到该区域的中子通量计数。具体对应到在空间网格中的计数,可统计得到粒子在空间中的中子通量密度分布。然而,该传统方法得到的是某个区域网格内的积分量,通量分布的精细情况取决于网格划分的精细程度。在一个计数网格中,只能得到该网格的积分通量,不能进一步得到更精细的分布,使得燃料棒的精细燃耗过程无法考虑。为了得到更精细的中子通量密度空间分布,可将空间网格划分得更小,以减少近似。但是,网格划分过细,单个区域过小,会造成计数值过小,从而造成统计中方差较大,若要减小方差,就要加大模拟次数。根据统计学理论,方差降低一个数量级,模拟历史数要增加两个数量级,使得实际计算在时间和计算资源的消耗上都很巨大。在压水堆燃料设计计算的实际应用中,空间网格难以划分到比反应 ...
【技术保护点】
1.一种获得燃料棒内中子通量密度连续空间分布的方法,其特征在于:步骤如下:步骤1:针对压水堆燃料组件的问题,对每个组件在空间上划分粗网格,粗网格即为单个燃料棒栅元的大小;在粗网格内选取勒让德函数作为基函数,对燃料棒栅元内的粒子的通量在各个维度上进行勒让德展开,如公式(1):
【技术特征摘要】
1.一种获得燃料棒内中子通量密度连续空间分布的方法,其特征在于:步骤如下:步骤1:针对压水堆燃料组件的问题,对每个组件在空间上划分粗网格,粗网格即为单个燃料棒栅元的大小;在粗网格内选取勒让德函数作为基函数,对燃料棒栅元内的粒子的通量在各个维度上进行勒让德展开,如公式(1):式中:x,y--二维空间坐标;φ(x,y)--x,y处的通量值;n--x维度上的勒让德展开阶数;m--y维度上的勒让德展开阶数;dx--粗网在x方向上的宽度;dy--粗网在y方向上的宽度;f(x)--线性函数,将粗网内x坐标变换为(-1,1)上,以满足勒让德多项式的条件;f(y)--线性函数,将粗网内y坐标变换为(-1,1)上,以满足勒让德多项式的条件;Pn(f(x))--关于f(x)的n阶勒让德多项式;Pm(f(y))--关于f(y)的m阶勒让德多项式;anm--x维度上的n阶,y维度上的m阶展开系数;步骤2:根据步骤1的展开形式,结合基函数的正交性质,得出展开系数的积分表达形式,如公式(3)b--粗网格编号;yb-1--第b个粗网格的下边界;yb--第b个粗网格的上边界;xb-1--第b个粗网格的左边界;xb--第b个粗网格的右边界;步骤3:结合蒙特卡罗方法计数原理,将展开系数anm转化成统计求和的表达形式,如公式(6)wgt--粒子权...
【专利技术属性】
技术研发人员:李云召,郑琪,吴宏春,曹良志,
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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