一种堆芯自给能探测器响应电流的联合分析方法技术

本发明专利技术公开的一种堆芯自给能探测器响应电流的联合分析方法，基于蒙特卡洛方法连续能量和精细几何模型的优势，可以精确的获得自给能探测器附近的中子、光子源项信息，且不存在近似。同时中子‑光子‑电子耦合输运过程中考虑每一种粒子的反应过程，精确的模拟各种粒子的轨迹进而获得不同状态下的灵敏度系数。基于以上流程建立的与工况耦合的灵敏度库，可以用于堆芯程序实现自给能探测器响应电流的计算。

A joint analysis method for response current of core self powered detector

【技术实现步骤摘要】
一种堆芯自给能探测器响应电流的联合分析方法
本专利技术属于反应堆堆内监测系统和反应堆安全运行的理论模拟领域，具体涉及压水堆堆内自给能探测器响应电流的分析方法。
技术介绍
为了保障反应堆堆芯的安全、提高反应堆的经济效益，需要对反应堆堆芯的安全指标进行模拟监测。中子通量密度能直观地反映反应堆的功率水平和反应堆的工作状态，也是反应堆控制的一个至关重要的指标，一般需要利用中子探测器进行监测。根据探测器的原理和材料的不同，中子探测器有气体探测器、闪烁体探测器、半导体探测器和自给能中子探测器。反应堆堆内环境具有高温、高湿、高压、强腐蚀、强射线干扰等特征，要求堆内中子探测器必须适应这种环境才能正常和长期工作。自给能中子探测器是一种不需要外加偏压电源的中子探测器，虽然其灵敏度一般低于相对其它类型探测器，但由于能适应强辐射的工作环境而被越来越广泛地应用于反应堆堆芯功率分布的在线监测中，比如以AP1000和EPR为代表的第三代核反应堆。在理论分析过程中，需要根据堆芯功率分布模拟获得自给能探测器的电流响应。由于自给能探测器的响应电流形成过程较为复杂，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种堆芯自给能探测器响应电流的联合分析方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1：使用组件计算程序读取燃料组件几何尺寸、材料布置、探测器的几何和材料信息；进行共振计算、输运计算、泄漏修正、均匀化参数计算、燃耗计算，根据上述计算即可得到各燃耗步下各燃耗区域中的核素构成和各核素的原子核密度；/n步骤2：根据所述步骤1中所述核素构成、所述各核素的原子核密度和各燃耗区域的几何尺寸，计算得到各燃耗区域中各核素的真实数量，将所属各核素的真实数量提供给点燃耗计算程序计算得到各燃耗区域的衰变光子源强；/n步骤3：根据所述步骤1中得到的所述核素构成和所述步骤2中计算得到的所述衰变光子源强，使用蒙特卡洛程序进...

【技术特征摘要】
1.一种堆芯自给能探测器响应电流的联合分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：使用组件计算程序读取燃料组件几何尺寸、材料布置、探测器的几何和材料信息；进行共振计算、输运计算、泄漏修正、均匀化参数计算、燃耗计算，根据上述计算即可得到各燃耗步下各燃耗区域中的核素构成和各核素的原子核密度；
步骤2：根据所述步骤1中所述核素构成、所述各核素的原子核密度和各燃耗区域的几何尺寸，计算得到各燃耗区域中各核素的真实数量，将所属各核素的真实数量提供给点燃耗计算程序计算得到各燃耗区域的衰变光子源强；
步骤3：根据所述步骤1中得到的所述核素构成和所述步骤2中计算得到的所述衰变光子源强，使用蒙特卡洛程序进行固定源计算获得自给能探测器附近的缓发光子源；
步骤4：根据所述步骤1中得到的所述核素构成，结合所述燃料组件所处的工况及功率水平进行所述燃料组件的特征值计算获得所述燃料组件内的裂变源分布；根据所述燃料组件内的裂变源分布进行固定源计算，获得自给能探测器附近的中子、光子源强信息；
步骤5：根据所述步骤4获得的所述中子、光子源强信息和所述步骤3中获得的所述缓发光子源，将其进行合并得到自给能探测器附近精确的中子-光子信息；
步骤6：根据所述步骤4中得到的所述中子、光子源强信息，对自给能探测器内进行中子-光子-电子的耦合输运计算，统计自给能中子探测器内的中子通量密度以及自给能中子探测器的总响应电流；
步骤7：由所述步骤6中获得所述中子通量密度和所述自给能中子探测器的总响应电流，通过公式得到对应堆内工况下单位自给能中子探测器内中子通量密度下的自给能中子探测器的响应电流即中子灵敏度；
步骤8：选择燃耗深度Bu、燃料温度Tf、慢化剂温度Tm、有无控制棒CR作为状态参数；对选取的状态参数进行相应的组合模拟获得所述步骤7中的灵敏度系数与各状态参数的函数关系；
步骤9：对所述步骤8中所述状态参数的组合进行函数化；
步骤10：根据所述步骤8中确定的近似函数关系，选定具体的数值方法；
步骤11：使用堆芯计算程序进行堆芯扩散计算，读取堆芯几何尺寸、材料布置、探测器位置信息；经过三维中子扩散计算，物理热工耦合计算得到堆芯各个所述燃料组件位置的中子通量水平，燃料温度、慢化剂温度、燃耗深度、临界硼浓度；
步骤12：根据所述步骤9得到的所述灵敏度系数、所述步骤10得到的所述状态参数的函数表达式，和所述步骤11得到的所述燃料组件位置的中子通量水平和状态参数信息，计算得到指定组件位置的自给能探测器电流响应。


2.如权利要求1所述的一种堆芯自给能探测器响应电流的联合分析方法，其特征在于，所述步骤6的统计方法如下：
a)定义信号电子的判选条件，包括：正向信号电子产生时所在自给能中子探测器发射极的名称和反向信号电子产生时所在收集极的名称，正向信号电子穿过发射极外表面或反向信号电子穿过收集极内表面时的能量阈值；
b)在标签记录系统中记录通过抽样得到的源粒子的名称；
c)当中子与发射极材料发生中子俘获反应时，在所述标签记录系统中记录：标签(1)：靶原子核的核电荷数以及质量数，产生该靶原子核的反应的名称，该反应所在自给能中子探测器区域即发射...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤春桃，曹良志，毕光文，杨波，张清民，李云召，费敬然，桑耀东，孙彬，邵睿智，邓邦杰，
申请(专利权)人：上海核工程研究设计院有限公司，西安交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31