本发明专利技术公开了一种适用于堆芯输运程序的蒙卡均匀化截面制作方法，包括步骤1：对算例进行建模，进行连续能量蒙特卡罗输运计算；步骤2：追踪指定均匀化区域内的中子，获得基础蒙卡均匀化截面生成所需参数；步骤3：根据步骤2生成基础蒙卡均匀化截面数据；步骤4：根据步骤2计算均匀化区域内总反应率及通量的实球谐函数矩；步骤5：根据步骤4依总反应率与通量的实球谐函数矩，生成高阶总截面修正项；步骤6：根据步骤3与步骤5更新高阶散射数据，形成适用于堆芯输运程序的均匀化截面。堆芯输运程序的均匀化截面。堆芯输运程序的均匀化截面。
【技术实现步骤摘要】
一种适用于堆芯输运程序的蒙卡均匀化截面制作方法
[0001]本专利技术涉及粒子输运计算领域，特别涉及一种适用于堆芯输运程序的蒙卡均匀化截面制作方法。
技术介绍
[0002]为快速、高效获取反应堆参数，“两步法”计算成为反应堆工程中的主要方法。“两步法”的第一步是对堆芯内各结构材料进行中子输运计算，生成均匀化截面；第二步是基于第一步生成的均匀化截面进行堆芯多群计算，获取堆芯物理量。
[0003]进行均匀化截面生成计算时，确定论方法不可避免需要对不可分辨共振进行近似处理，并且难以处理复杂几何结构系统。蒙特卡罗方法无需进行共振计算的优点与对复杂几何的强大处理能力使其成为生成高精度均匀化截面生成的有效手段。
[0004]目前，基础的蒙特卡罗均匀化截面生成方法是基于均匀化空间内所有方向反应率总和守恒生成的，其蕴含了中子在均匀化区间内各个方向上的行为相同的意义，即均匀化截面与中子方向无关。但该方法生成的均匀化截面并不能保证在每个方向上的反应率守恒。因此，基础蒙特卡罗均匀化截面应用于堆芯输运程序进行多群计算时会产生较大的误差。
[0005]蒙特卡罗方法可以对指定方向内的中子进行追踪，从而生成角度相关的均匀化截面数据，表现均匀化截面与方向的相关性。但该方法将对均匀化区域的每种反应类型生成多个截面数据，以适配不同方向的中子模拟，其生成的均匀化截面数据占用内存增多，并与多数堆芯输运求解器难以兼容。
[0006]多数堆芯输运求解器要求与基础蒙特卡罗均匀化截面数据相同格式的截面数据，即与中子方向无关的均匀化截面数据。截面角度相关性对计算的影响主要由总截面贡献，为体现总截面角度相关性的影响，确定论方法中采用了一致性Pn方法(或称球谐矩均匀化技术)，通过展开角度相关的总截面，并将高阶总截面项归并至高阶散射矩阵中的方法修正总截面角度相关性的影响，但其求解修正项的过程涉及确定论细群的归并，尚未应用于蒙卡方法中。
技术实现思路
[0007]为了克服现有技术中的不足，本专利技术提供一种适用于堆芯输运程序的蒙卡均匀化截面制作方法，该均匀化截面的制作方法是基于球谐均匀化技术，在连续能量蒙特卡罗计算中，计算均匀化区域的总反应率与中子通量密度的球谐函数矩，生成高阶总截面修正项，并在生成的基础均匀化截面数据的基础上更新高阶散射矩阵，形成适用于输运程序的均匀化截面数据。统计均匀化区域内的总反应率与中子通量密度的球谐函数矩，实现了高阶总截面修正项的计算与高阶散射矩阵的修正，使新的均匀化截面数据在保留数据格式与基础蒙特卡罗均匀化截面数据相同的情况下，体现了总截面的角度相关性，提高了均匀化截面在堆芯输运计算中的精度。
[0008]为了达到上述专利技术目的，解决其技术问题所采用的技术方案如下：
[0009]一种适用于堆芯输运程序的蒙卡均匀化截面制作方法，包括以下步骤：
[0010]步骤1：对算例进行建模，进行连续能量蒙特卡罗输运计算；
[0011]步骤2：追踪指定均匀化区域内的中子，获得基础蒙卡均匀化截面生成所需参数；
[0012]步骤3：根据步骤2，生成基础蒙卡均匀化截面数据；
[0013]步骤4：根据步骤2，计算均匀化区域内总反应率及通量的实球谐函数矩；
[0014]步骤5：根据步骤4，依总反应率与通量的实球谐函数矩，生成高阶总截面修正项；
[0015]步骤6：根据步骤3与步骤5，更新高阶散射数据，形成适用于堆芯输运程序的均匀化截面。
[0016]进一步的，所述步骤3包括：
[0017]根据步骤2所述计算得到的各类反应率、中子通量、群间转移概率等参数，通过公式(1)计算获得基础蒙特卡罗均匀化反应截面数据，通过公式(2)计算获得基础蒙特卡罗均匀化散射与高阶散射矩阵数据，形成基础蒙特卡罗均匀化截面数据：
[0018][0019][0020]其中：
[0021]代表基础蒙特卡罗均匀化方法产生的均匀化区域k与能群G内的x类型反应截面；
[0022]代表基础蒙特卡罗均匀化方法产生的均匀化区域k内从能群G
’
散射到能群G的1阶群间转移截面；
[0023]代表均匀化区域k与能群G内的x类型反应率，在步骤2中获得；代表均匀化区域k与能群G内的中子标通量，在步骤2中获得；
[0024]代表均匀化区域k与能群G
’
内的散射反应率，在步骤2中获得；
[0025]f
G
′→
G，l
代表能群G
’
内的中子发生散射反应后能量落在G群的角度相关概率的l阶勒让德矩，在步骤2中获得；
[0026]G代表能群编号；
[0027]G
’
代表能群编号；
[0028]k代表精细结构编号；
[0029]x代表反应类型；
[0030]t代表总反应；
[0031]s代表散射反应；
[0032]l代表勒让德多项式阶数。
[0033]进一步的，所述步骤4包括：
[0034]根据步骤2所述计算，追踪指定均匀化区域内的中子，在连续能量蒙特卡罗输运计算中，通过公式(3)计算均匀化区域总反应率的实球谐函数矩，通过公式(4)计算均匀化区
域中子通量的实球谐函数矩：
[0035][0036][0037]其中：
[0038]代表均匀化区域k与能群G范围内，中子通量密度的l阶球谐函数矩的第m项；
[0039]代表精细结构k与能群G范围内，总反应率的1阶球谐函数矩的第m项；
[0040]代表精细结构k与能群G范围内，中子方向为Ω的中子角通量密度；
[0041]代表均匀化区域k与能群G范围内，中子方向为Ω的总反应率；
[0042]Y
l，m
(Ω)代表第1阶实球谐函数的第m项；
[0043]k代表精细结构编号；
[0044]G代表能群编号；
[0045]Ω代表中子方向；
[0046]l代表勒让德多项式阶数；
[0047]m代表实球谐函数项数；
[0048]t代表总反应。
[0049]进一步的，所述步骤5包括：
[0050]根据步骤4获得的均匀化区域内各均匀化区域的反应率与通量的实球谐函数矩，通过公式(5)计算高阶总截面修正项：
[0051][0052]其中：
[0053]代表均匀化区域A与能群G的l阶总截面修正项。
[0054]进一步的，所述步骤6包括：
[0055]根据步骤3获得的基础蒙特卡罗均匀化截面数据与步骤5获得的高阶总截面修正项，通过公式(6)更新高阶散射矩阵数据，形成适用于堆芯输运程序的蒙特卡罗均匀化截面：
[0056][0057]其中：
[0058]代表更新后的均匀化区域k内从能群G
’
散射到能群G的1阶群间转移截面；
[0059]代表基础蒙特卡罗均匀化方法产生的均匀化区域k内从能群G
’
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种适用于堆芯输运程序的蒙卡均匀化截面制作方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：对算例进行建模，进行连续能量蒙特卡罗输运计算；步骤2：追踪指定均匀化区域内的中子，获得基础蒙卡均匀化截面生成所需参数；步骤3：根据步骤2，生成基础蒙卡均匀化截面数据；步骤4：根据步骤2，计算均匀化区域内总反应率及通量的实球谐函数矩；步骤5：根据步骤4，依总反应率与通量的实球谐函数矩，生成高阶总截面修正项；步骤6：根据步骤3与步骤5，更新高阶散射数据，形成适用于堆芯输运程序的均匀化截面。2.根据权利要求1所述的一种适用于堆芯输运程序的蒙卡均匀化截面制作方法，其特征在于，所述步骤3包括：根据步骤2所述计算得到的各类反应率、中子通量、群间转移概率等参数，通过公式(1)计算获得基础蒙特卡罗均匀化反应截面数据，通过公式(2)计算获得基础蒙特卡罗均匀化散射与高阶散射矩阵数据，形成基础蒙特卡罗均匀化截面数据：散射与高阶散射矩阵数据，形成基础蒙特卡罗均匀化截面数据：其中：代表基础蒙特卡罗均匀化方法产生的均匀化区域k与能群G内的x类型反应截面；代表基础蒙特卡罗均匀化方法产生的均匀化区域k内从能群G
’
散射到能群G的1阶群间转移截面；代表均匀化区域k与能群G内的x类型反应率，在步骤2中获得；代表均匀化区域k与能群G内的中子标通量，在步骤2中获得；代表均匀化区域k与能群G
’
内的散射反应率，在步骤2中获得；f
G
′→
G，l
代表能群G
’
内的中子发生散射反应后能量落在G群的角度相关概率的l阶勒让德矩，在步骤2中获得；G代表能群编号；G
’
代表能群编号；k代表精细结构编号；x代表反应类型；t代表总反应；s代表散射反应；l代表勒让德多项式阶数。3.根据权利要求2所述的一种适用于堆芯输运程序的蒙卡均匀化截面制作方法，其特征在于，所述步骤4包括：根据步骤2所述计算，追踪指定均匀化区域内的中子，在连续能量蒙特卡罗输运计算
中，...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴逸炜，郭辉，冯快源，宋去非，顾汉洋，肖瑶，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：
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