一、蒙卡-燃耗程序系统及ADS基准题的计算（论文文献综述）
赵泽龙[1]（2021）在《加速器驱动的次临界系统质子中子耦合输运及燃耗计算程序系统开发》文中认为分离-嬗变策略可有效降低反应堆核废料的放射性危害,显着减小地质埋藏高放废物时的存储体积及处置时间,是乏燃料后处理的有力方案,而加速器驱动的次临界系统（ADS）是目前国际公认最有效的核废料嬗变处理装置。ADS系统以高能质子束轰击重金属散裂靶产生的散裂中子驱动并维持次临界堆的运行,可有效嬗变核废料中的次锕系核素和长寿命裂变产物核素。靶区及次临界堆芯物理计算是ADS靶堆参数设计及方案分析的基础,本文开发了自主的ADS质子中子耦合输运及燃耗计算程序系统,可作为靶堆物理计算分析的有效工具。论文工作中,首先完成了基于散裂反应程序和Open MC的靶堆耦合计算方法研究,并将采用NJOY2016程序制作的混合高能中子截面库IMPC-ADS应用于靶堆耦合计算中。首先基于ICSBEP临界基准题、Godiva球以及Ci ADS次临界堆芯模型完成了高能库的初步验证,然后采用OECD-ADS靶堆模型验证了上述靶堆耦合计算方法的可行性。其次,为满足靶堆耦合计算中的燃耗分析需求,首先自主开发了点燃耗计算程序IMPC-Depletion1.0。该程序采用TTA线性子链法和切比雪夫有理近似CRAM方法求解燃耗方程,支持衰变、定通量及定功率三种计算模式,与其它程序的参考计算结果基本一致。而后基于开发的点燃耗计算程序,采用Python3.6开发了输运-燃耗计算程序系统IMPC-Burnup2.0用于ADS燃耗计算。程序运行时由Python脚本将散裂反应程序记录的靶区散裂中子信息转为HDF5文件格式并提供给堆芯中子输运蒙卡程序Open MC完成燃耗步内相关物理量的统计,再调用IMPC-Depletion1.0点燃耗求解器计算燃耗栅元内的核素含量变化,在燃耗算法方面嵌入了BOS起步近似算法及PC预估修正算法。为了验证输运-燃耗计算程序系统,首先基于MOX栅元、VVER-1000 LEU组件以及OECD快堆燃耗基准题,完成了IMPC-Burnup2.0在栅元、组件及堆芯尺度下的燃耗计算验证,与其它机构计算结果对比良好。然后采用IAEA-ADS基准题和OECD/NEA MA燃耗基准题完成了ADS次临界堆的燃耗计算验证,keff变化曲线、核素含量等计算结果在其他机构参考值范围内,表明该程序可用于ADS燃耗分析计算。最后,为了进一步完善程序的质子中子耦合输运计算功能,采用INCL++5.1核内级联模型和ABLA蒸发退激模型,以及开源蒙卡程序Open MC,基于C++完成了质子中子内耦合输运程序IMPC-MC1.0的开发工作。该程序可完成质子散裂反应计算、中高能中子输运和其它次级粒子的全部输运过程。基于BNL-AGS实验,不同靶区材料的散裂反应计算以及JAEA 800MW铅铋冷却ADS靶堆模型完成了程序的可靠性验证。
高庆瑜[2]（2021）在《蒙特卡罗光子输运程序IMPC-Photon的开发及验证》文中研究指明当前,中国自主化加速器驱动次临界系统Ci ADS（China initiative Accelerator Driven System）已经得到了“十二五”国家重大科技基础设施建设的支持,Ci ADS原理验证装置也已经处于开工建设阶段。因此,根据中科院提出的加速器驱动的先进核能系统ADANES的发展规划,开发并完善具有自主知识产权的适合于ADS系统专用的蒙特卡罗粒子输运软件系统是非常有必要的。本论文针对加速器驱动先进核能系统软件研发和扩展的需求,自主开发了一款新的蒙特卡罗光子输运程序IMPC-Photon,可满足于加速器驱动的先进核能系统的光子输运及屏蔽计算的需求。同时,对Open MC源码进行修改,使其可以记录并输出由中子引发的光子源项,并提供给IMPC-Photon进行外耦合输运计算。通过Open MC+IMPC-Photon外耦合的方式可以使自主开发的程序实际应用于反应堆中子-光子相关的计算,也为今后将IMPC-Photon与自主开发的中子输运程序合并为中子-光子耦合输运程序提供参考。IMPC-Photon是一款集几何构建模块、源粒子抽样模块、截面准备及加载模块、粒子输运模块及统计模块一体的可独立运行的光子输运程序。以XML文件格式作为标准输入文件,采用固定源模式对光子进行输运。程序内采用CSG实体几何构建技术通过曲面拼接的方式实现三维空间几何的构建。在进行源项加载时,采用源抽样及外源文件读入两种方式实现纯光子输运计算及中-光子耦合输运计算功能。同时,采用统一能量网格加速算法优化截面搜索和计算速度,提高程序运行效率。为了处理深穿透问题,添加了分裂与轮盘赌的减方差技术。程序内考虑了包括汤姆森散射、康普顿散射、光电效应和电子对效应在内的光子与物质的4种基本相互作用模型,以及可以产生次级光子的韧致辐射、正电子湮没和原子位置驰豫等3种反应过程。通过以上理论描述光子与物质的碰撞、光子产生及消失的过程。目前,程序支持体通量、面流量及面通量等物理量进行统计。程序的验证工作从统一能量网格和光子输运能力两个方面展开。首先,将统一能量网格下的H、O、Fe和U四种元素的截面与原始能量网格下的截面进行对比,验证了统一能量网格的准确性。同时,基于无限均匀介质点光源基准题模型,选取包括水、石墨、硼、铅和混凝土5种常用屏蔽材料作为反应介质,对统一能量网格下截面的计算时间和原始能量网格下截面的计算时间进行对比。结果表明,采用统一能量网格加工的截面与原始能量网格下的截面一致。在相同的计算条件下,当反应介质为水、混凝土以及以上5种材料的混合物时,统一能量网格下截面的计算时间较原始能量网格下截面的计算时间分别提升了77%、85%和87%。由此可以看出,采用统一能量网格在进行截面的加工和计算时,会大幅度减少计算时间,而且随着介质元素个数的增加,计算效率提升的更加明显。其次,为了验证IMPC-Photon光子输运能力,选取包括Open MC在内的两个蒙卡程序进行对比验证。计算了无限均匀介质点源基准题、Gamma-ray Skyshine实验基准题、多层嵌套圆柱模型、双球复杂材料模型及OECD/NEA快堆模型等5个基准算例的光子通量。结果表明,在相同计算条件下,IMPC-Photon的计算结果与参考程序符合较好,而且IMPC-Photon的计算结果优于Open MC的计算结果。同时,在Gamma-ray Skyshine实验基准题中,IMPC-Photon的计算结果与参考文献中给出的参考程序的计算结果和实验测量值基本一致,且程序的计算时间与参考程序接近。论文中对Open MC程序内中子产生光子模块的源代码进行修改,通过对源粒子输运过程进行追踪,将中子引起的光子源项通过Open MP并行方式记录并输出于外源文件中,结合IMPC-Photon外源文件加载功能,通过外耦合的方式实现中子-光子耦合输运计算。同时,在Open MC中添加分裂及俄罗斯轮盘赌的减方差技术,使耦合输运计算程序可以求解屏蔽计算中的深穿透问题。并且,更改了Open MC程序中的次级粒子属性,添加了曲面信息,使次级粒子的位置判定更准确,且节省了程序的运行时间。论文中选取OECD/NEA快堆基准题、SINBAD NEA-1517/74和NEA-1517/80基准题验证Open MC+IMPC-Photon的中子-光子耦合输运计算功能。结果表明,Open MC+IMPC-Photon中子-光子耦合输运计算结果与Open MC等参考程序接近,计算结果可靠。综上,自主开发的蒙特卡罗光子输运程序IMPC-Photon的计算结果可靠,且优于唯一开源的、可以用于反应堆问题求解的Open MC的计算结果,可满足于加速器驱动的先进核能系统的光子输运及屏蔽计算的需求。同时,Open MC+IMPC-Photon中-光子耦合输运计算功能的实现,为今后将IMPC-Photon与自主开发的中子输运程序合并为中光子耦合输运程序提供参考。
杨璞[3]（2020）在《钍基次临界氯盐堆概念设计》文中研究指明熔盐堆作为第四代先进核反应堆的六种候选堆型之一,具有燃料形式简单灵活,中子经济性较好等优点,在实现钍资源高效利用方面有着巨大的潜力和优势。钍基熔盐堆的研究起始于上世纪50年代,但由于燃料盐在线处理技术要求过高,石墨寿命限制、缺少研发经费等问题,钍基熔盐堆的研发进入低潮期。2010年以后,对钍基熔盐堆的兴趣开始复苏,2011年,中国科学院启动了钍基熔盐堆专项先导项目（TMSR）,TMSR提出了一条三步发展路线,最终在熔盐堆上实现钍铀循环。此外,许多私人公司也开始加入钍基熔盐堆的研发行列,如泰拉能源公司、ThorCon USA公司等。钍基熔盐堆经过将近70年的发展,目前其设计理念也出现了很大的变化,比如:不再追求高增殖能力以避免复杂的燃料在线后处理流程;尽量采用简化的堆芯设计,降低系统复杂度,避免新技术的研发,加快商业部署。在上述设计理念下,本文基于次临界氯盐快堆的物理方案,提出了钍基熔盐能量放大器（Thorium-based Molten Salt Fast Energy Amplifier,TMSFEA）的概念设计,TMSFEA采用简单的堆芯设计,堆芯中的熔盐即作为燃料也作为散裂靶,通过引入加速器提供的外中子源来补偿燃耗过程中裂变产物对中子的吸收,从而简化了燃料处理流程。基于较低的加速器束流功率需求和无需任何燃料在线处理的条件下,研究了在TMSFEA上高效钍利用的可行性。鉴于TMSFEA属于次临界堆,其堆内的中子通量密度分布与临界堆有着很大的不同,一般的燃耗计算程序无法直接用于其燃料循环方案的计算分析,因此,本文首先在现有的燃耗计算程序的基础上进行了二次开发,发展出了专门用于次临界装置燃耗计算的程序MOADS,可以用于计算次临界堆的有效增殖因数、燃耗区核素质量、外源中子效率以及外中子源强度等随燃耗的演化。MOADS的准确性已在IAEA公布的IAEA-ADS基准题模型中得到验证。TMSFEA利用加速器产生的高能质子与散裂靶发生散裂反应,产生外源中子来驱动整个次临界熔盐堆,维持链式裂变反应,并持续不断地产生能量。因此,对散裂反应的模拟以及散裂靶中子学性能分析是TMSFEA设计的基础。散裂反应包括靶核的激发过程和靶核的去激发过程,激发过程可以用核内级联模型来描述,去激发过程则可通过蒸发和裂变模型来描述。本文采用核内级联模型Bertini和蒸发模型Dresner对高能质子轰击液态铅、LBE、氯盐以及氟盐靶产生的散裂中子产额、散裂中子能谱以及能量沉积分布进行了计算,并采用核内级联模型INCL4和蒸发模型ABLA模型对上述散裂反应过程产生的散裂产物进行分析,结果表明,液态铅和LBE靶的中子产额最大,氯盐靶中子产额适中,氟盐靶的中子产额最小。相比于液态铅和LEB靶,高能质子在熔盐靶内的能量沉积分布的梯度较小,有助于热量导出。此外,采用熔盐靶无需特殊的结构材料将靶与次临界堆芯分开,有助于简化整个堆芯的结构,降低系统复杂性。TMSFEA采用单流、无慢化体的简单堆芯设计,选择具有钚-钍溶解度高,熔点合适以及散裂中子产额较高的三元氯盐NaCl-PuCl3-ThCl4作为散裂靶和燃料盐。首先通过研究质子能量和入射位置同系统能量增益的关系,发现当质子入射位置在中心偏上位置时,系统的能量增益达到最大;此外,1000 MeV是更合理、更经济的入射质子能量;其次,通过对不同材料反射层的对比分析,发现液体铅反射层对堆芯中子能谱的软化作用较小,有助于获得较大的转换比;之后又通过对不同堆芯尺寸和熔盐配比的遍历搜索最终得到TMSFEA的详细堆芯设计参数;最后,在初始束流强度小于最大束流强度4 mA的限定条件下,选定TMSFEA的系统总功率为300 MWth。在上述设计方案下,TMSFEA的初始转换比（CR）可以达到1.19,初始能量增益达到117。TMSFEA的寿期可以达到39年。到燃耗寿期结束时,有57%的钚和16%的钍被消耗,233U的裂变份额可以达到70.9%,表明了TMSFEA在无需燃料在线处理的条件下,能够高效利用钍资源。最后,为了实现核能系统的可持续发展目标,即核燃料利用率的最大化和核废料的最小化,本文结合多循环演化的概念,研究了基于离线燃料后处理的方案下的TMSFEA从初循环到第四循环的燃耗演化、中子物理性能及乏燃料特性等。研究结果表明,多循环演化过程中,系统的初始CR和钚的裂变率份额逐循环下降,与此相反,233U的裂变率份额逐循环上升,从第一循环TMSFEA启堆时的0%增长到第四循环结束时的90.4%。堆内的钚装量单调下降,到第四循环运行结束,堆内238Pu、239Pu、240Pu、241Pu和242Pu的质量和第一循环的初装堆相比,分别下降了6.17%、90.43%、41.48%、91.04%和29.22%。第一循环、第二循环以及第三循环运行过程中的233U再生比始终大于1,第四循环则是在大部分运行时间内都大与1。因此,初循环到第四循环都实现了钍-铀增殖,经过共四个循环的演化,TMSFEA的233U总净累积产量为2832.7 kg。钍的利用效率基本随燃耗线性增长,四个循环寿期末的Th利用率分别可达11.38%、18.53%、23.42%和26.49%,钍的能量贡献从初循环寿期初的0%增加到第四循环寿期末的66.9%,而第四循环的乏燃料放射性毒性比初循环堆降低了63.7%。因此,多循环演化的燃料循环方案可以明显提高TMSFEA对钍的利用效率,降低核废料的放射性毒性水平。
杨万奎[4]（2020）在《基于蒙特卡罗粒子输运-燃耗耦合的研究堆燃料管理方法研究》文中提出由于研究堆的运行特性与核电站不同,即堆芯内的样品辐照多样化、反应堆频繁启停,尤其根据需求可能在碘坑中开启反应堆。而现有计算方法和程序软件无法完全满足需求,需要重新开发适于研究堆运行特性的燃料管理系统,跟踪反应堆燃耗分布,有效防止超燃耗引发的燃料组件破损。本研究建立了一套基于蒙特卡罗粒子输运-燃耗-临界-多温截面的多耦合研究堆燃料管理方法,编制了计算程序MCBMPI,进行了基准题的正确性验证和加速性能验证,并依据300#反应堆的物理实验结果进行了实验对比分析,结果表明该方法具有较好的适用性,对保障反应堆安全运行具有重要意义。主要包含以下研究内容:首先,研究了输运-燃耗-临界-多温截面的多耦合计算方法,开发了多耦合燃料管理程序MCBMPI。该程序采用了系列先进算法,包括输运-燃耗耦合的预估-校正算法、燃耗反应截面的超精细群方法、自适应临界搜索算法等。并采用算例对燃耗反应截面的超精细群方法、自适应临界搜索算法分别进行了验证。其次,用基准题对程序进行了正确性验证,详细对比了本征值和燃耗末期的核素浓度。用300#研究堆对该程序进行了完整的氙平衡中毒及碘坑实验对比和燃耗反应性实验验证。最后,根据堆芯换载的计算需求,基于PyQt开发了堆芯换载可视化界面程序。该界面程序可以实现堆芯换载建模所需的必备功能。通过以上研究,得出如下结论:MCBMPI燃料管理程序通过基准题验证,计算结果与基准结果吻合得很好,并且整体加速比优于MCNP5MPI的并行输运的加速比,取得了较好的并行加速性能。通过燃耗反应截面的超精细群方法、自适应临界搜索算法等算法改进,可大幅提升蒙卡燃料管理的计算速度。采用50000群的超精细群方法,相较于234个核素的反应率计数方法,计算速度提升了 27倍。300#反应堆的临界搜索结果表明,与常规插值法相比,加速了 5.6倍。通过实验对比可知,氙平衡中毒及碘坑实验曲线与计算曲线趋势一致,燃耗反应性实验值与计算值仅相差8%,总体而言实验与计算具有较好的一致性。
吴屈[5]（2019）在《基于一步法确定论程序的核数据敏感性与不确定度分析》文中指出随着计算方法与程序的不断发展,未来堆芯物理计算不确定度的主要来源为核数据的不确定度。传统的两步法堆芯分析方法并不能满足新概念核能系统高保真度与高安全性的要求,在核数据的敏感性与不确定度（S&U）分析中引入的模型近似较多,过程繁琐。目前,2-D/1-D耦合方法兼具高保真与高精度特点,成为全堆芯一步法计算的主流方法。为满足新型核能系统的安全性分析要求,有必要研究高保真一步法确定论程序的不确定度分析功能。因此,本文基于先进的2-D/1-D输运程序开展相关的核数据S&U分析与多群核数据优化方法研究。首先,研究了2-D/1-D耦合方法中的共轭输运理论。针对微扰理论在2-D/1-D耦合方法上的适用性问题,将数学共轭与物理共轭理论应用于2-D/1-D输运求解器中,得到三种不同的共轭通量,并比较了三种不同共轭通量的特点与用于敏感性系数计算中的差异。另外,本文将求解的共轭通量运用于动态参数计算、临界硼浓度搜索等,验证了共轭中子通量求解的正确性,为S&U分析方法研究奠定基础。其次,基于传统微扰理论,研究了2-D/1-D耦合模型中本征值S&U分析方法。相较于传统的两步法程序,可直接获得本征值对核数据的敏感性。结合了新的适用于程序能群结构的协方差数据,得到了多群核数据引入的不确定度。再次,结合广义微扰理论与基于减秩模型的正向敏感性分析理论,研究了2-D/1-D耦合模型中广义敏感性与燃耗计算不确定度分析方法。基于广义微扰理论,提出了利用粗网有限差分求解广义固定源方程的算法,取得良好的加速效果。利用基于减秩模型的正向敏感性分析方法,解决了广义微扰理论应用于2-D/1-D耦合方法中的诸多障碍,并运用于多响应广义敏感性分析与燃耗不确定度分析中。最后,研究了2-D/1-D耦合模型多群核数据优化方法。使用广义线性最小二乘法与随机抽样法,解决部分多群核数据计算精度差的问题。广义线性最小二乘法针对基于本征值作为测量值的核数据优化问题,随机抽样法针对基于多响应作为测量值的核数据优化问题。数值验证表明,两种方法都改善了多群数据库精度。本文根据上述研究内容,在2-D/1-D输运程序KYCORE的基础上,开发了高保真一步法S&U分析程序KYADJ。数值验证表明,KYADJ具有比较完善的S&U分析体系与高精度的S&U分析结果。在此基础上开发了多群核数据优化功能,有利于推动2-D/1-D输运程序的工程化应用。
夏少鹏[6]（2019）在《液态熔盐堆高精度燃耗算法及钍铀增殖研究》文中指出熔盐堆（Molten Salt Reactor,MSR）是六种第四代先进核能系统候选堆型中唯一的液态燃料反应堆,是实现钍铀燃料循环最为理想的堆型。然而,其具有的在线连续添换料等特点,使得液态熔盐堆燃耗计算具有不同于传统固态反应堆的独特性质,主要体现在两个方面:其一是液态熔盐堆的连续在线添料特点给传统的点燃耗模型引入了描述添料率的非齐次项;其二是液态熔盐堆在运行过程中,需要随时调节添料率维持反应堆临界。本课题从最基本的燃耗模型和求解算法出发,研究液态熔盐堆燃耗的特殊性问题,发展了适用于熔盐堆的燃耗模拟方法,并开展了液态熔盐堆的钍铀增殖研究。首先,液态熔盐堆普遍采用闭式燃料循环模式,具有极深的燃耗深度,这对于点燃耗的计算精度提出了更高的要求。对此,本课题基于若干先进的点燃耗算法开发并验证了液态熔盐堆点燃耗程序MODEC。程序实现了包括递归形式的广义线性子链法（TTA）、围道积分有理近似算法（QRAM）以及切比雪夫有理近似算法（CRAM）在内的三类点燃耗算法,基于复杂核素系统,并结合一系列高效的编程技巧,保证了点燃耗计算的高精度和高效性。同时,课题对三种点燃耗算法的计算精度和计算效率进行了比较研究,并对ORIGEN-S开展了详细的误差分析。ORIGEN-S的误差分析表明,除了短寿命核素的平衡浓度假设这一误差来源外,ORIGEN-S对核素的不完全分类导致某些核素处于不完整的燃耗链上,也会带来显着的计算误差。其次,针对液态熔盐堆连续在线添料给点燃耗方程带来的非齐次问题,本课题基于拉普拉斯变换方法,提出了两种新的非齐次燃耗方程求解算法:扩展的围道积分有理近似算法（Ext-QRAM）和扩展的切比雪夫有理近似算法（Ext-CRAM）。与现有的其他非齐次燃耗算法的比较研究表明,新算法很好的保持了QRAM和CRAM的高精度和高效率特点,并且对于不同添料函数有统一的构造方法,面对复杂形式的添料函数时相较于其他非齐次燃耗算法具有更好的适用性。接着,课题基于蒙卡程序SCALE6.1/KENO-VI和点燃耗程序MODEC,研发并验证了液态熔盐堆蒙卡燃耗程序TMCBurnup。程序采用了特殊的蒙卡燃耗耦合流程,实现了对液态熔盐堆在线连续添料维持临界的运行模式的模拟。并且还针对液态熔盐堆从启堆演化到平衡态的整个燃耗计算过程耗时巨大的问题,研发并验证了液态熔盐堆平衡态燃耗快速搜索程序MESA。计算结果表明,MESA只需不到10个蒙卡燃耗迭代步即可搜索到平衡态,与一般蒙卡燃耗程序计算液态熔盐堆平衡态动辄需要上百次蒙卡输运计算相比,MESA极大的节约了计算资源和计算耗时。最后,基于开发的液态熔盐堆燃耗分析工具,开展了熔盐热堆的钍铀增殖性能的优化研究。课题首先以平衡态钍铀增殖性能为基础,对石墨单栅元结构开展优化研究。优化结果表明,具有最优钍铀增殖性能的石墨栅元结构与功率密度和栅元临界水平kinf无关,对应的石墨栅元边长为5 cm,熔盐体积份额为21.5%。其次,基于平衡态钍铀增殖性能,对替换了最优石墨栅元结构的熔盐增殖堆MSBR开展功率密度的优化,结果表明,功率密度在70 MW/m3时,存在极小的平衡态时刻倍增时间35.45年,与MSBR平衡态时刻的43.05年倍增时间相比,优化之后的模型IMSBR具有更好的钍铀增殖性能,并且无论是在初态还是在平衡态均具有负的总温度反应性系数,相对于具有正温度反应性系数的MSBR,IMSBR更能够满足反应堆安全运行要求。接着,对IMSBR开展了过渡态燃耗分析,着重分析了关键重金属核素质量以及增殖性能参数的演化规律。最后,对燃料盐和核废料的放射性进行了分析,为后处理系统以及核废料处置的屏蔽设计提供参数依据。
李万林[7]（2018）在《基于RMC的蒙卡燃耗耦合策略与热化数据在线处理研究》文中研究指明蒙特卡罗方法广泛应用于核系统分析与计算中。随着计算机技术不断提高,高精度、大规模蒙特卡罗计算成为分析和计算反应堆相关问题的重要手段。燃耗计算是反应堆高精度计算分析的基础,通过和热工水力、材料学程序耦合,可以进行完备的反应堆行为模拟。本课题基于自主研发堆用蒙卡程序RMC,对蒙卡燃耗计算相关的若干问题展开研究,内容主要包括以下几个方面。首先是蒙卡燃耗计算耦合问题,涉及耦合策略和数值稳定性两个方面。在耦合策略方面,课题对两种不同方式的预估校正方法进行研究,即基于核密度的预估校正方法和基于中子通量和等效单群截面的预估校正方法,定量验证两种预估校正方法在计算精度和计算效率上的等效性。基于第二种预估校正方法,课题研究了高阶子步预估校正方法,进一步增加蒙卡燃耗计算的步长,提高蒙卡计算效率。在蒙卡燃耗计算数值稳定性方面,已有的平衡氙方法及其变形都是在大步长恒定功率条件下使用,考虑到短时变功率的计算需求,课题提出通用平衡氙方法,可以有效抑制短时间变功率工况的氙振荡现象。其次是空间自屏效应对燃耗计算的影响。本课题定量分析了燃料棒径向分区对蒙卡燃耗计算的影响,证明不含毒物的燃料棒中共振自屏效应对计算结果无显着影响,而含可燃毒物的燃料棒中,由于钆造成的热中子空间自屏效应,径向分区将对燃耗计算结果产生显着影响。课题提出等效截面方法,在不分区条件下准确计算增殖因子。在线添换料是第四代反应堆的重要特性之一,为给模拟和分析诸如熔盐堆、高温气冷堆的动态运行过程构建基础,课题在开发在线添换料燃耗计算功能,使用伪核素法实现对燃耗过程中氙毒去除、燃料添加过程的模拟。最后是热化数据处理方法研究。课题首先研究了传统的热化数据处理方法,研发THERMC程序模块,实现基于评价数据的ACE热能区中子散射数据。进而进行基于抽样方法的热化数据在线处理方法研究,从慢化剂材料热化相关声子能谱数据出发,得到热散射律数据,利用自主研发的SabFit程序制作温度相关拟合系数,生成动量、能量转移分布律,在RMC中通过在线抽样方法描述热散射之后的出射中子状态,构建累积概率密度网格时采用倒栈算法,提高计算精度和抽样效率。通过这种在线处理方法可以有效减少燃耗计算过程中的内存开销,热化数据存储需求降低到原来的10%。
刘照青[8]（2018）在《ADS质子与中子输运及核子耦合燃耗程序系统开发》文中提出加速器驱动的次临界系统以质子束流轰击散裂靶产生的外源中子驱动次临界堆芯运行,可进行放射性核废料的嬗变并具备能量输出的功能。ADS系统具有嬗变能力强、固有的系统安全性、高的支持比等特点,世界各国争相设置研究计划进行研究,我国也提出了自己的ADS建设路线,目前已经进入CiADS工程建设阶段。燃耗计算在反应堆设计、分析研究中起着非常重要的作用。燃耗计算软件一般采用耦合输运燃耗计算及直接燃耗计算两种计算方法,现有的耦合燃耗计算程序Monteburns、MCBurn（瑞典）、MCNP-ORIGEN2、MCBurn（清华）、COUPLE3.0等都是将蒙特卡洛程序MCNP与燃耗分析程序ORIGEN耦合起来,而直接燃耗计算程序有MCNPX、Serpent、SuperMC、RMC等。能够直接用于ADS系统燃耗计算的程序仍然很少,有中国科学院近代物理研究所开发的COUPLE3.0程序。国际上对中国在MCNP,Serpent等程序使用上有很强的限制,而蒙卡程序OpenMC则是开源程序,没有版权限制,因此我们编写了OpenMC与ORIGEN2耦合燃耗计算程序IMPC-Burnup。对于编写的燃耗计算程序,进行了IAED-ADS及OECD-NEA基准题的测试,keff的计算结果与各国计算趋势一致,主要燃耗核素的质量变化趋势也符合预期,同时利用IMPC-Burnup及COUPLE3.0对一种小型铅冷快堆CLSMR及CiADS模型进行了耦合燃耗计算,两者计算结果符合良好,验证了IMPC-Burnup耦合燃耗程序的正确性。
王芷妍[9]（2018）在《基于改进半预估修正的蒙特卡罗输运—燃耗耦合策略研究》文中研究表明堆芯燃料管理与反应堆的经济性和安全性息息相关,反应堆燃耗计算是反应堆设计与分析的重要环节。反应堆燃耗计算需进行输运、点燃耗交替迭代计算,输运计算通过求解玻尔兹曼方程得到堆芯稳态中子学参数,点燃耗计算通过求解Bateman方程组得到堆芯核素密度随时间的变化。燃耗过程中,核素反应率与材料核素密度紧密相关,传统方法中,通过简单设置核素的燃耗步长强制解耦会带来计算偏差。因此,在蒙卡输运-燃耗耦合计算过程中需要准确考虑核反应率变化对核素燃耗计算带来的影响,以达到提高计算效率、保证计算精度的目的。传统的蒙卡输运-燃耗耦合策略需通过缩短燃耗步长以保证计算精度,这种处理方式会增加燃耗步数降低计算效率。本文基于中子输运设计与安全评价软件系统SuperMC,开展了基于改进半预估修正的蒙卡输运-燃耗计算耦合策略研究。在半预估修正方法的基础上,采用投射预估修正的处理方式,根据反应率与核子密度之间存在相关性的假设,对每个燃耗步起点处的反应率进行修正,避免计算误差的逐步累积。同时,结合子步法的思想,将设定的燃耗步长划分成若干子步,通过线性拟合的方式获得每个子步的反应率,对每个子步进行燃耗计算,从而在保证相同计算精度的前提下可使用更长的燃耗步进行计算,提高计算效率。为验证本文发展的改进半预估修正耦合策略的正确性与效率,本文选取了OECD/NEA发布的TAKAHAMA-3压水堆基准题和国际原子能机构发布的BN-600模型进行综合测试。测试结果表明,与传统耦合策略起点近似相比,在保证相同计算精度的情况下,采用本文耦合策略的燃耗步长最高可达到传统耦合策略的8倍。
李万林,余纲林,王侃,李耀东[10]（2018）在《基于RMC的蒙特卡罗燃耗计算氙振荡抑制方法研究》文中进行了进一步梳理蒙特卡罗燃耗计算模型为中子输运弱耦合系统时,计算结果会出现数值振荡,从而引入较大误差,甚至导致计算终止。蒙卡燃耗计算中出现的数值振荡主要由堆内的裂变毒物氙驱动,所以如何有效抑制氙振荡是蒙卡燃耗计算研究的内容之一。强制平衡氙方法在各燃耗步功率保持恒定时有很好的抑制效果,但在小步长变功率燃耗计算时,所得的计算结果存在显着偏差。目前,国际主流的反应堆基准题提出了变功率燃耗计算的需求,为抑制小步长变功率燃耗计算的氙振荡,在堆用蒙卡程序RMC中开发了通用平衡氙方法。本文介绍RMC中主要采用的平衡氙方法,包括强制平衡氙方法和通用平衡氙方法。对数值验证的计算结果进行分析和比较,结果表明通用平衡氙方法能有效抑制定功率及小步长变功率蒙特卡罗燃耗计算的氙振荡现象。
二、蒙卡-燃耗程序系统及ADS基准题的计算（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、蒙卡-燃耗程序系统及ADS基准题的计算（论文提纲范文）
（1）加速器驱动的次临界系统质子中子耦合输运及燃耗计算程序系统开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.3 论文内容 |
| 1.4 论文结构 |
| 第2章 理论计算方法 |
| 2.1 高能中子数据库制作 |
| 2.2 靶堆耦合计算方法 |
| 2.3 燃耗方程及其求解方法 |
| 2.3.1 Bateman方程 |
| 2.3.2 CRAM算法 |
| 2.3.3 线性子链TTA算法 |
| 2.4 散裂反应 |
| 2.4.1 散裂反应过程 |
| 2.4.2 散裂计算模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 ADS靶堆耦合计算 |
| 3.1 混合高能中子数据库验证 |
| 3.1.1 ICSBEP临界基准题 |
| 3.1.2 Godiva球固定源计算 |
| 3.1.3 CiADS次临界堆中子学计算 |
| 3.2 OECD-ADS靶堆耦合计算 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 输运-燃耗程序IMPC-Burnup2.0 的开发及验证 |
| 4.1 IMPC-Depletion1.0 计算框架 |
| 4.2 IMPC-Burnp2.0 程序计算框架 |
| 4.3 IMPC-Depletion1.0 点燃耗程序验证 |
| 4.3.1 核素衰变计算 |
| 4.3.2 定通量计算 |
| 4.3.3 定功率计算 |
| 4.4 IMPC-Burnup2.0 输运-燃耗程序验证 |
| 4.4.1 MOX栅元燃耗计算 |
| 4.4.2 VVER-1000 LEU组件燃耗计算 |
| 4.4.3 OECD快堆燃耗基准题 |
| 4.4.4 IAEA-ADS基准题 |
| 4.4.5 OECD/NEA MA燃耗基准题 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 质子中子内耦合输运程序开发 |
| 5.1 粒子输运程序系统 |
| 5.2 程序算法 |
| 5.2.1 输运计算流程 |
| 5.2.2 物理过程实现 |
| 5.3 程序验证 |
| 5.3.1 散裂过程计算 |
| 5.3.2 耦合输运计算 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）蒙特卡罗光子输运程序IMPC-Photon的开发及验证（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 蒙特卡罗光子输运程序研究现状 |
| 1.2.2 ADS软件系统程序研究现状 |
| 1.3 论文内容 |
| 1.4 论文结构 |
| 第2章 光子与物质反应理论模型 |
| 2.1 光核反应 |
| 2.1.1 相干(汤姆森)散射 |
| 2.1.2 康普顿散射 |
| 2.1.3 光电效应 |
| 2.1.4 电子对效应 |
| 2.2 次级光子产生 |
| 2.2.1 原子驰豫 |
| 2.2.2 厚靶韧致辐射近似 |
| 2.2.3 正电子湮没 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 蒙特卡罗光子输运程序IMPC-Photon开发 |
| 3.1 IMPC-Photon程序理论计算框架 |
| 3.2 几何构建 |
| 3.2.1 与最近边界面的距离计算 |
| 3.2.2 粒子所在栅元判定 |
| 3.2.3 面穿透处理 |
| 3.3 源粒子抽样 |
| 3.3.1 角分布 |
| 3.3.2 能谱分布 |
| 3.4 统一能量网格法的数据库制作及加载 |
| 3.5 光子输运模块方法研究 |
| 3.5.1 蒙特卡罗方法 |
| 3.5.2 光子输运流程 |
| 3.5.3 径迹长度抽取 |
| 3.5.4 碰撞靶核抽取 |
| 3.5.5 反应类型抽取 |
| 3.6 统计模块设计 |
| 3.6.1 体通量统计 |
| 3.6.2 面流量统计 |
| 3.6.3 面通量统计 |
| 3.7 减方差技巧 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 蒙特卡罗光子输运程序IMPC-Photon的验证及分析 |
| 4.1 基于统一能量网格法的截面验证 |
| 4.2 IMPC-Photon光子输运程序验证 |
| 4.2.1 无限介质点光源基准题验证 |
| 4.2.2 Gammy-ray skyshine实验基准题验证 |
| 4.2.3 多层嵌套圆柱模型验证 |
| 4.2.4 双球复杂材料模型验证 |
| 4.2.5 OECD-NEA快堆模型验证 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 中子-光子耦合输运计算功能验证 |
| 5.1 中子引起的光子源产生方法 |
| 5.2 基准题验证 |
| 5.2.1 OECD/NEA FAST REACTOR基准题验证 |
| 5.2.2 SINBAD NEA-1517 基准题验证 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 论文工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）钍基次临界氯盐堆概念设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 核能发展现状 |
| 1.2 钍资源与钍铀循环 |
| 1.2.1 钍的性质和来源 |
| 1.2.2 钍铀燃料循环特点 |
| 1.2.3 钍燃料在反应堆中的利用 |
| 1.3 熔盐堆钍利用介绍 |
| 1.3.1 熔盐堆原理及特点 |
| 1.3.2 钍基熔盐堆的研究历史与现状 |
| 1.3.3 钍基熔盐堆存在的问题及挑战 |
| 1.4 本文主要研究目标及内容 |
| 第2章 次临界系统燃耗程序开发 |
| 2.1 燃耗计算程序MOBAT |
| 2.1.1 MCNP5简介 |
| 2.1.2 ORIGEN2 简介 |
| 2.1.3 MOBAT耦合程序介绍 |
| 2.2 次临界装置燃耗计算程序MOADS |
| 2.2.1 外源中子效率 |
| 2.2.2 加速器束流 |
| 2.2.3 MOADS开发 |
| 2.2.4 程序验证 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 散裂反应原理及散裂靶中子学性能分析 |
| 3.1 散裂反应原理 |
| 3.1.1 核内级联过程 |
| 3.1.2 去激发过程 |
| 3.1.3 散裂产物 |
| 3.1.4 散裂中子 |
| 3.2 散裂反应计算模型 |
| 3.2.1 核内级联模型(INC) |
| 3.2.2 蒸发模型 |
| 3.2.3 裂变模型 |
| 3.2.4 蒸发与裂变的竞争 |
| 3.3 散裂反应计算模拟程序 |
| 3.3.1 HETC程序 |
| 3.3.2 LAHET程序 |
| 3.3.3 MCNPX程序 |
| 3.4 散裂靶中子学性能分析 |
| 3.4.1 计算方法与工具 |
| 3.4.2 计算模型 |
| 3.4.3 结果与分析 |
| 3.4.3.1 中子产额及中子能谱对比 |
| 3.4.3.2 质子入射高度选择 |
| 3.4.3.3 能量沉积计算 |
| 3.4.3.4 散裂产物计算 |
| 3.5 本章总结 |
| 第4章 钍基次临界氯盐堆中子学设计 |
| 4.1 次临界氯盐堆TMSFEA原理介绍 |
| 4.1.1 能量放大器概念 |
| 4.1.2 能量增益G |
| 4.1.3 核燃料转换比CR |
| 4.1.4 TMSFEA的设计目标 |
| 4.2 TMSFEA的设计与优化 |
| 4.2.1 TMSFEA燃料盐 |
| 4.2.2 TMSFEA加速器质子能量与束流功率 |
| 4.2.3 TMSFEA反射层设计 |
| 4.2.4 TMSFEA堆芯几何参数及熔盐配比 |
| 4.2.5 TMSFEA燃耗计算分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 基于多循环演化的燃料循环方案研究 |
| 5.1 多循环演化燃料循环方案介绍 |
| 5.2 多循环燃耗演化研究 |
| 5.2.1 keff、CR以及加速器束流强度演化 |
| 5.2.2 堆内易裂变核素裂变率份额变化 |
| 5.2.3 堆内主要核素的质量演化 |
| 5.3 多循环物理性能 |
| 5.3.1 堆芯能谱与中子通量密度分布 |
| 5.3.2 功率分布 |
| 5.3.3 钍的利用率 |
| 5.3.4 放射性毒性 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 特色与创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）基于蒙特卡罗粒子输运-燃耗耦合的研究堆燃料管理方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 背景及意义 |
| 1.1.1 堆内样品辐照引入的燃耗偏倚增加燃料组件超燃耗破损风险 |
| 1.1.2 多步法确定论在研究堆燃料管理上的缺点 |
| 1.1.3 频繁启停堆过程中的碘坑安全风险 |
| 1.1.4 燃耗分布的重要意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 核电厂堆芯燃料管理 |
| 1.2.2 典型研究堆的燃料管理方法 |
| 1.2.3 蒙卡燃料管理研究现状 |
| 1.2.4 研究堆燃料管理方法趋势分析 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 论文结构 |
| 第2章 输运-燃耗-临界-多温截面的多耦合计算方法 |
| 2.1 MCBMPI程序原理 |
| 2.2 预估—校正算法 |
| 2.2.1 预估—校正的统一格式 |
| 2.2.2 MCBMPI的预估—校正算法 |
| 2.3 燃耗截面快速在线生成算法 |
| 2.3.1 燃耗截面 |
| 2.3.2 传统反应率通量比值法的缺陷 |
| 2.3.3 燃耗截面的超精细群方法原理 |
| 2.3.4 超精细群方法的加速验证 |
| 2.4 自适应临界搜索算法 |
| 2.4.1 临界搜索的基本原理 |
| 2.4.2 自适应临界搜索算法理论推导 |
| 2.4.3 自适应临界搜索算法的加速验证 |
| 2.5 多温截面计算 |
| 2.5.1 温度对截面的影响 |
| 2.5.2 NJOY的ACE格式截面处理方法 |
| 2.5.3 基于Python的多温截面制作 |
| 2.6 MPI并行算法 |
| 2.6.1 区域分解并行策略 |
| 2.6.2 并行存储策略 |
| 2.7 小结 |
| 第3章 基准题验证评价及实验对比分析 |
| 3.1 基准题验证评价 |
| 3.1.1 西屋压水堆栅元基准题 |
| 3.1.2 VERA组件基准题 |
| 3.2 实验对比分析 |
| 3.2.1 反应性及其变化因素 |
| 3.2.2 300#研究堆简介 |
| 3.2.3 全堆芯建模 |
| 3.2.4 氙平衡中毒及碘坑实验 |
| 3.2.5 燃耗反应性实验 |
| 3.3 小结 |
| 第4章 堆芯换载可视化建模界面 |
| 4.1 核工程中应用到的各类可视化系统 |
| 4.1.1 基于开源PyQt的可视化系统 |
| 4.1.2 基于开源Scilab的可视化系统 |
| 4.1.3 基于VC++的可视化系统 |
| 4.2 基于PyQt的堆芯换载可视化建模界面开发 |
| 4.2.1 建模策略 |
| 4.2.2 界面布局 |
| 4.3 小结 |
| 第5章 结论及展望 |
| 5.1 论文结论 |
| 5.2 研究特色与创新点 |
| 5.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 发表学术论文情况 |
（5）基于一步法确定论程序的核数据敏感性与不确定度分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号对照表 |
| 第1章 引言 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 敏感性与不确定度分析方法与程序研究现状 |
| 1.2.2 多群核数据优化研究现状 |
| 1.2.3 共轭中子输运计算研究现状 |
| 1.2.4 调研结论 |
| 1.3 研究目标与内容 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 第2章 2-D/1-D共轭输运求解方法研究 |
| 2.1 本章引论 |
| 2.2 3-D CMFD数学共轭通量求解 |
| 2.2.1 径向2-D方程的推导与求解 |
| 2.2.2 轴向1-D方程的推导与求解 |
| 2.2.3 3-D CMFD方程的推导与求解 |
| 2.2.4 粗网通量修正细网通量 |
| 2.2.5 数学共轭的求解 |
| 2.3 2-D/1-D物理共轭通量求解 |
| 2.3.1 径向共轭方程的推导与求解 |
| 2.3.2 轴向共轭方程的推导与求解 |
| 2.3.3 CMFD共轭方程的推导与求解 |
| 2.4 物理共轭通量的计算与验证 |
| 2.4.1 计算流程 |
| 2.4.2 3×3 栅元基准题 |
| 2.4.3 3-D C5G7 基准题 |
| 2.4.4 动态参数的计算与比较 |
| 2.4.5 临界硼浓度搜索功能的开发 |
| 2.5 数学共轭与物理共轭的对比 |
| 2.5.1 SF96 组件算例 |
| 2.5.2 PB-2 组件算例 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 本征值敏感性与不确定度分析方法研究 |
| 3.1 本章引论 |
| 3.2 三明治方法基础理论介绍 |
| 3.2.1 不确定度传递公式 |
| 3.2.2 共轭敏感性分析 |
| 3.2.3 直接扰动法 |
| 3.3 三明治方法在KYADJ中的应用 |
| 3.3.1 敏感性系数计算 |
| 3.3.2 相对协方差矩阵处理与不确定度计算 |
| 3.4 数值验证 |
| 3.4.1 计算流程 |
| 3.4.2 敏感性系数数值验证 |
| 3.4.3 本征值不确定度分析数值验证 |
| 3.4.4 物理共轭与数学共轭S&U分析对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 广义敏感性与燃耗不确定度分析方法研究 |
| 4.1 本章引论 |
| 4.2 基于广义微扰理论的敏感性分析理论介绍 |
| 4.2.1 广义敏感性系数公式推导 |
| 4.2.2 粗网加速求解广义共轭方程 |
| 4.3 基于减秩模型的正向敏感性分析理论介绍 |
| 4.3.1 减秩模型的构造 |
| 4.3.2 基于减秩模型的正向敏感性分析 |
| 4.3.3 减秩模型在燃耗不确定度分析中的应用 |
| 4.4 数值验证 |
| 4.4.1 基于广义微扰理论的广义敏感性分析数值验证 |
| 4.4.2 基于减秩模型的广义敏感性分析数值验证 |
| 4.4.3 基于减秩模型的燃耗不确定度分析验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 多群核数据优化方法研究 |
| 5.1 本章引论 |
| 5.2 基于广义最小二乘的核数据优化方法 |
| 5.2.1 理论基础 |
| 5.2.2 方法应用 |
| 5.3 基于随机抽样的无敏感性核数据优化方法 |
| 5.3.1 理论基础 |
| 5.3.2 方法讨论 |
| 5.4 数值验证 |
| 5.4.1 计算流程 |
| 5.4.2 传统优化方法的验证结果 |
| 5.4.3 随机抽样法与传统优化方法的比较 |
| 5.4.4 基于多响应的核数据优化验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文主要工作总结 |
| 6.2 课题的主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 3-D C5G7与3×3 栅元基准题输入参数 |
| 附录 B SF96 组件算例输入参数 |
| 附录 C PB-2 组件算例输入参数 |
| 附录 D UAM基准题单栅元算例输入参数 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（6）液态熔盐堆高精度燃耗算法及钍铀增殖研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 熔盐堆发展历史与现状 |
| 1.1.2 钍铀燃料循环 |
| 1.2 燃料循环分析方法研究现状 |
| 1.2.1 燃耗算法及程序现状 |
| 1.2.2 液态熔盐堆燃耗分析程序现状 |
| 1.3 主要研究内容及组织结构 |
| 第2章 复杂核素系统点燃耗算法研究与程序开发 |
| 2.1 点燃耗模型及求解算法 |
| 2.1.1 广义TTA递归算法 |
| 2.1.2 围道积分有理近似算法 |
| 2.1.3 切比雪夫有理近似算法 |
| 2.2 点燃耗程序MODEC开发 |
| 2.2.1 燃耗数据库 |
| 2.2.2 程序实现 |
| 2.2.3 程序功能特点 |
| 2.3 MODEC程序验证 |
| 2.3.1 ~(237)Np纯衰变 |
| 2.3.2 钍燃料熔盐辐照 |
| 2.4 不同点燃耗算法比较研究 |
| 2.5 ORIGEN-S误差分析 |
| 2.5.1 短寿命核素平衡浓度假设 |
| 2.5.2 核素不完全分类 |
| 2.6 本章总结 |
| 第3章 基于拉普拉斯变换的非齐次燃耗求解算法研究 |
| 3.1 非齐次燃耗模型及现有算法 |
| 3.1.1 增广矩阵法 |
| 3.1.2 参数变换法 |
| 3.1.3 伪核素法 |
| 3.2 基于拉普拉斯变换的非齐次燃耗算法研究 |
| 3.2.1 非齐次燃耗方程的拉普拉斯变换 |
| 3.2.2 扩展的围道积分有理近似算法 |
| 3.2.3 扩展的切比雪夫有理近似算法 |
| 3.2.4 含时非齐次添料项处理 |
| 3.2.5 与增广矩阵法的等价性证明 |
| 3.2.6 算法精度分析 |
| 3.3 数值验证及算法比较 |
| 3.3.1 数值验证 |
| 3.3.2 不同非齐次燃耗算法比较 |
| 3.4 本章总结 |
| 第4章 液态熔盐堆燃料循环分析程序开发 |
| 4.1 SCALE6.1介绍 |
| 4.1.1 KENO-VI及多群截面加工流程 |
| 4.1.2 燃耗核数据库加工模块COUPLE |
| 4.1.3 TRITON控制流程 |
| 4.2 液态熔盐堆蒙卡燃耗程序TMCBurnup |
| 4.2.1 全堆燃耗模型 |
| 4.2.2 耦合流程 |
| 4.2.3 燃耗步策略 |
| 4.2.4 数值验证 |
| 4.3 液态熔盐堆平衡态燃耗快速搜索程序MESA |
| 4.3.1 液态燃料熔盐堆平衡态燃耗模型 |
| 4.3.2 计算流程及实现 |
| 4.3.3 验证计算 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 液态熔盐热堆钍铀增殖性能研究 |
| 5.1 平衡态增殖性能研究 |
| 5.1.1 单栅元增殖性能 |
| 5.1.2 全堆增殖性能 |
| 5.2 趋于平衡态的过渡过程性能演化 |
| 5.2.1 k_(eff)演化 |
| 5.2.2 堆内核素演化 |
| 5.2.3 增殖比与233U净产量 |
| 5.3 放射性分析 |
| 5.3.1 燃料盐放射性 |
| 5.3.2 核废料放射性 |
| 5.4 本章总结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 论文创新点 |
| 6.3 展望 |
| 附录A 燃耗流动性研究 |
| A.1 流动燃耗数学模型 |
| A.2 流动燃耗模型实现 |
| A.3 燃耗算法适用性分析 |
| A.4 流动燃耗模型验证 |
| A.5 初步应用分析 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
| 致谢 |
（7）基于RMC的蒙卡燃耗耦合策略与热化数据在线处理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号对照表 |
| 第1章 引言 |
| 1.1 课题背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 蒙卡燃耗耦合策略 |
| 1.2.2 蒙卡燃耗分层计算及在线添换料燃耗计算 |
| 1.2.3 热化数据在线处理 |
| 1.3 课题研究内容 |
| 1.4 论文结构与安排 |
| 第2章 蒙卡燃耗策略分析研究 |
| 2.1 本章引论 |
| 2.2 RMC中的蒙卡燃耗耦合策略 |
| 2.2.1 BOS起点近似 |
| 2.2.2 PC-N基于核密度的预估校正 |
| 2.2.3 PC-RR微观反应率的预估校正 |
| 2.2.4 HSPC高阶子步预估校正 |
| 2.3 各燃耗策略性能比较 |
| 2.3.1 计算精度比较 |
| 2.3.2 计算效率及内存开销 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 变功率工况氙振荡抑制方法研究 |
| 3.1 本章引论 |
| 3.2 氙振荡机理 |
| 3.2.1 物理氙振荡 |
| 3.2.2 数值氙振荡 |
| 3.3 氙振荡抑制方法 |
| 3.3.1 强制平衡氙方法 |
| 3.3.2 改进的平衡氙方法 |
| 3.3.3 通用平衡氙方法 |
| 3.4 数值验证 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 蒙卡燃耗分层与在线添换料计算方法研究 |
| 4.1 本章引论 |
| 4.2 分层效应影响分析 |
| 4.2.1 不含可燃毒物 |
| 4.2.2 含有可燃毒物 |
| 4.3 等效截面方法 |
| 4.4 数值验证 |
| 4.5 熔盐堆在线添换料过程 |
| 4.6 燃耗计算添换料算法 |
| 4.6.1 相对去除过程 |
| 4.6.2 绝对添加过程 |
| 4.6.3 算法验证 |
| 4.7 小结 |
| 第5章 热化数据处理方法研究 |
| 5.1 本章引论 |
| 5.2 热散射过程与热化数据 |
| 5.2.1 热中子散射过程及热化数据处理方法 |
| 5.2.2 热中子散射截面 |
| 5.3 Thermc模块研发 |
| 5.4 数值验证 |
| 5.4.1 微观比较 |
| 5.4.2 宏观验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 热中子散射在线处理方法研究 |
| 6.1 本章引论 |
| 6.2 散射律分布函数 |
| 6.3 温度相关拟合 |
| 6.4 SabFit程序 |
| 6.5 热化数据在线抽样 |
| 6.5.1 基准题验证 |
| 6.5.2 计算效率 |
| 6.5.3 内存需求 |
| 6.6 小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 课题总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A Hoogenboom基准题 |
| 附录 B VERA基准题模型 |
| 附录 C HTR-10 模型 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（8）ADS质子与中子输运及核子耦合燃耗程序系统开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外发展现状及趋势 |
| 1.3 研究目的及意义 |
| 1.4 研究内容简介 |
| 第2章 ADS质子与中子输运及核子耦合燃耗程序开发 |
| 2.1 理论依据 |
| 2.1.1 质子及中子输运 |
| 2.1.2 燃耗计算 |
| 2.2 功能实现 |
| 2.2.1 单群微观截面制作 |
| 2.2.2 核素筛选 |
| 2.2.3 燃耗区功率分布计算 |
| 2.2.4 程序整体功能 |
| 2.3 程序流程图简介 |
| 2.4 程序模块说明 |
| 第3章 程序系统验证 |
| 3.1 OECD-NEA基准题验证 |
| 3.1.1 基准题描述 |
| 3.1.2 计算工况描述 |
| 3.1.3 结果及分析 |
| 3.2 IAEA-ADS基准题验证 |
| 3.2.1 基准题描述 |
| 3.2.2 计算工况描述 |
| 3.2.3 结果及分析 |
| 第4章 CODE-CODE计算 |
| 4.1 CLSMR燃耗计算 |
| 4.1.1 模型描述 |
| 4.1.2 计算工况描述 |
| 4.1.3 结果及分析 |
| 4.2 CiADS燃耗计算 |
| 4.2.1 模型描述 |
| 4.2.2 计算工况描述 |
| 4.2.3 结果及分析 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A OECD-NEA基准题 |
| 附录B IAEA-ADS基准题 |
| 附录C FLUKA-OpenMC中子源转换脚本 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（9）基于改进半预估修正的蒙特卡罗输运—燃耗耦合策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 反应堆物理分析现状 |
| 1.1.2 反应堆燃耗计算 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 燃耗算法研究现状 |
| 1.2.2 蒙特卡罗输运-燃耗耦合计算的国内外发展现状 |
| 1.3 研究目标和内容 |
| 1.4 论文结构安排 |
| 第2章 蒙特卡罗输运-燃耗耦合计算理论基础 |
| 2.1 蒙特卡罗中子输运计算 |
| 2.1.1 蒙特卡罗方法的基本原理及特点 |
| 2.1.2 物理参数估计方法 |
| 2.2 燃耗计算 |
| 2.2.1 燃耗物理基础 |
| 2.2.2 燃耗计算方法 |
| 2.3 蒙特卡罗输运-燃耗计算耦合策略 |
| 2.3.1 起点近似 |
| 2.3.2 中点近似 |
| 2.3.3 预估修正 |
| 2.3.3.1 传统预估修正 |
| 2.3.3.2 半预估修正方法 |
| 2.3.3.3 子步法 |
| 2.3.3.4 投射预估修正 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于改进半预估修正耦合策略研究与实现 |
| 3.1 改进半预估修正方法总体设计 |
| 3.2 改进半预估修正耦合策略中关键方法研究 |
| 3.2.1 基于子步法的燃耗计算研究 |
| 3.2.1.1 反应率拟合方式分析 |
| 3.2.1.2 子步的中子学参数选取分析 |
| 3.2.2 基于投射预估修正方法的中子学参数修正分析 |
| 3.3 改进半预估修正耦合策略整体测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基准题测试与验证 |
| 4.1 TAKAHAMA-3压水堆组件基准题 |
| 4.1.1 基准题描述 |
| 4.1.2 结果及分析 |
| 4.2 BN-600燃耗基准题 |
| 4.2.1 基准题描述 |
| 4.2.2 结果及分析 |
| 4.3 本章小节 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
四、蒙卡-燃耗程序系统及ADS基准题的计算（论文参考文献）
- [1]加速器驱动的次临界系统质子中子耦合输运及燃耗计算程序系统开发[D]. 赵泽龙. 中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所), 2021(01)
- [2]蒙特卡罗光子输运程序IMPC-Photon的开发及验证[D]. 高庆瑜. 中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所), 2021(01)
- [3]钍基次临界氯盐堆概念设计[D]. 杨璞. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所), 2020(01)
- [4]基于蒙特卡罗粒子输运-燃耗耦合的研究堆燃料管理方法研究[D]. 杨万奎. 中国工程物理研究院, 2020(01)
- [5]基于一步法确定论程序的核数据敏感性与不确定度分析[D]. 吴屈. 清华大学, 2019(01)
- [6]液态熔盐堆高精度燃耗算法及钍铀增殖研究[D]. 夏少鹏. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所), 2019(07)
- [7]基于RMC的蒙卡燃耗耦合策略与热化数据在线处理研究[D]. 李万林. 清华大学, 2018(06)
- [8]ADS质子与中子输运及核子耦合燃耗程序系统开发[D]. 刘照青. 中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所), 2018(01)
- [9]基于改进半预估修正的蒙特卡罗输运—燃耗耦合策略研究[D]. 王芷妍. 中国科学技术大学, 2018(12)
- [10]基于RMC的蒙特卡罗燃耗计算氙振荡抑制方法研究[J]. 李万林,余纲林,王侃,李耀东. 核动力工程, 2018(02)