FLUKA和OpenMC在ADS靶堆耦合计算中的应用

来源 :中国科学技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:icesoul8585
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
加速器驱动次临界系统(Accelerator Driven Subcritical System,简称 ADS)是目前国际上公认的最优核废料处置方案,关于加速器驱动次临界系统的研究一直是近几年核能领域研究的热点。目前用于加速器驱动次临界系统的计算软件主要是由洛斯阿拉莫斯实验室开发的MCNPX程序。不过要使用MCNPX必须先得到官方的授权,这对国内的研究人员来说相对比较困难。针对这一问题,本文使用开源的蒙特卡罗程序FLUKA和OpenMC来实现ADS靶堆耦合计算,通过与MCNPX的对比计算,对这种方法的精度进行评估。散裂靶和次临界堆芯的耦合计算可以分为两步:散裂中子在靶区的产生以及中子在次临界堆芯内的输运。根据这一思路,首先利用FLUKA对高能质子轰击靶材料发生的反应进行模拟,使用FLUSCW用户自定义程序记录从靶区向堆芯泄露的中子的能量、位置、角度、权重等信息;然后编写源文件转换程序,将这些信息处理成为OpenMC可以读取的HDF5格式的外中子源文件;最后,利用OpenMC的固定源计算功能,对这些散裂中子在堆芯内的输运过程进行模拟,从而得到堆芯内的中子通量分布情况。在耦合计算过程中,针对OpenMC在固定源计算中存在的一些问题,对其源程序进行了修改,使其能够满足计算的需求。为了论证这种计算方法的可行性及准确性,本文将FLUKA-OpenMC耦合计算与MCNPX直接计算得到的堆芯中子通量进行了对比。计算分别采用OECD-ADS基准题模型以及基于中国加速器驱动嬗变研究装置CIADS建立的靶堆耦合模型。结果表明,两种方法给出的中子能谱形状一致。由于数据库能量上限的限制,在OpenMC的计算过程中忽略了 20MeV以上的高能散裂中子,这导致通量计算结果比MCNPX偏小约10%~15%。本文将国际原子能机构公布的ADS-HE高能数据库用于一个简化的ADS模型的计算之中,以计入高能中子对计算结果的影响。计算表明两种方法得到的通量计算结果一致,数值相差在3%以内。这证明利用FLUKA-OpenMC耦合用于ADS系统的靶堆耦合计算是可行的,并且计算结果与MCNPX有着相似的精度。
其他文献
核电具有低污染物排放、节约能源、发电效率高、原料成本低等优点,随着和工程技术的不断发展,核电的安全性也是越来越高。把核电作为未来能源行业的一个重要发展方向已经成为
能源供应与人类社会的发展密切相关。对化石能源的大规模利用,使得人类进入了工业时代。人类社会日益发展的物质文化需求使化石能源逐渐枯竭,并且造成严重污染威胁了人类的生
介绍了香精微胶囊的制备条件,综述了香精微胶囊的主要制备方法,总结了香精微胶囊几种制备方法的优缺点,并展望了香精微胶囊未来的发展和研究方向。
熔盐堆是第四代核反应堆的堆型之一,核反应堆冷却剂主循环泵(核主泵)作为一回路主系统中唯一高速旋转的设备,被喻为核电站的“心脏”。熔盐核主泵与一般的水泵不同,在设计时
为复合材料成型工艺参数制定提供准确信息,采用动态力学分析法(DMTA)对国产TG800碳纤维/802双马树脂基预浸料等温固化动力学进行研究,根据损耗模量E″在恒温扫描过程中出现的
核主泵是核电站冷却回路系统中重要组成部分,也是实现国产化核电力关键设备之一。在发生断电事故时,由于机组转动惯量储存的能量,系统核主泵会继续惰转运行一段时间。如果惰
简约教学,是指高度概括性的教学设计与实践过程,通过精选简练、充实的教学内容,从而确立简明、扼要的教学方法。设计简约、有效的课堂环节,创设简易、实效的教学情境,采用简便、高
铅铋共晶合金(LBE)具有良好的热物性、中子经济学以及较高的化学惰性,已成为目前铅冷快堆冷却剂的主要候选材料。LBE冷却反应堆运行中,由于可能的密封失效和材料腐蚀等原因将
中国聚变工程试验堆(CFETR)的相关中子学计算的需求日益增长,其中包括高分辨率、高计算强度的辐射输运计算和停堆剂量率计算。在大型和复杂的反应堆几何形状中,屏蔽材料加速
反应堆发生严重事故时可能产生大量的氢气,氢气在一定条件下可能发生燃烧甚至爆炸,严重威胁安全壳的完整性。继美国三里岛核事故之后,日本福岛核事故再次证明氢气燃爆会造成