【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及核反应堆堆芯设计和核反应堆物理计算，具体涉及一种多类型颗粒弥散燃料的在线子群共振自屏计算方法。
技术介绍
1、弥散颗粒燃料具有裂变产物包容能力强、辐照稳定性好、热导率高和超设计基准事故下固有安全等特点，广泛应用生产堆、实验堆和核电厂，并在船用堆、空间堆和诸如海洋核动力平台、车载式移动小堆、深潜式核能供电等应用领域具备广阔应用前景，对核能安全性和经济性具有重要意义。
2、但是，弥散颗粒燃料的中子输运过程中存在双重非均匀效应，尤其是多类型颗粒共同弥散时，双重非均匀效应更加强烈，在中子输运计算过程中必须准确考虑。例如，当可燃毒物颗粒含量为5％、颗粒直径为300μm时，对特征值的影响可超过900pcm。
3、弥散颗粒燃料中子输运计算的难点在于多类型弥散颗粒燃料共振自屏计算。现有能处理弥散颗粒燃料共振自屏计算双重非均匀效应的已有方法主要有以下几种：
4、(1)蒙特卡罗方法。采用连续能量点截面库，直接跳过共振自屏计算；且该方法具有精确描述复杂几何的能力，以显式或隐式建模的方式，实现弥散颗粒燃料的精确计算。但是，因燃料颗粒数量巨大，计算耗时非常长，可用于提供参考解，难以直接应用于工程设计和堆芯分析等需要快速计算的场景。
5、(2)反应性等效物理转化方法，又称rpt方法。基本原理是将弥散颗粒燃料问题按照保证反应性不变的要求转化为传统的均质问题，通过均质问题的共振计算，获得弥散颗粒燃料问题的有效自屏截面。此方法简单高效，但需预先已知目标的弥散颗粒燃料问题的反应性，且不具有颗粒微观信息描
6、(3)缺陷因子方法。核心思想是通过求解超细群慢化方程，将弥散颗粒燃料问题等效转化为传统的单重非均匀问题，通过单重非均匀问题的共振计算，获得弥散颗粒燃料问题的有效自屏截面。该方法很容易实现，具有较高的计算效率，但也没有描述颗粒微观信息的能力，难以准确处理多类型颗粒共存问题。
7、(4)基于超细群的sanchez-pomraning方法。基本原理是依据马尔科夫链假设，建立弥散颗粒燃料中子通量密度的更新方程，能够详细的描述弥散颗粒内部各层的中子通量分布，采用超细群方法进行共振自屏计算，具有描述颗粒微观信息和处理多类型颗粒的能力，计算精度高。但是，因超细群的中子输运计算耗时非常长，该方法的计算效率明显不高。
8、(5)基于sanchez-pomraning方法的离线子群方法。基本原理是根据特定问题，设计一系列基准问题，通过超细群计算，拟合制作离线的子群库，其优点是计算精度高。但是，因离线子群参数制作过程中的典型工况假设，存在远离典型工况时计算失真的问题。
9、综上，现有方法要么是计算精度高，但计算效率不高；要么是计算效率高，但计算精度不高。
技术实现思路
1、为了解决上述现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提出一种多类型颗粒弥散燃料在线子群共振自屏计算方法，消除了离线子群参数制作过程中的典型工况假设，避免了远离典型工况时计算失真的问题，拓展了适用范围，也保证了适用范围内计算精度的稳定性，还在输运计算和燃耗计算中保留了颗粒的微观信息，能够处理多类型弥散颗粒共存的问题。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种多类型颗粒弥散燃料在线子群共振自屏计算方法，包括如下步骤：
4、1)子群宏观截面计算：基于多群数据库，通过pada近似在线产生最优子群参数，通过子群微观截面和对应核数密度，归并求解弥散颗粒燃料区内基体和弥散颗粒各层的子群宏观截面；
5、2)碰撞概率信息和区域均匀截面计算：利用弥散颗粒燃料区内基体、颗粒分层的体积分数和子群宏观截面，求解弥散颗粒燃料区初始等效均匀化子群宏观截面，通过弥散颗粒燃料区内截面的更新方程组迭代，获得弥散颗粒燃料区收敛后的等效均匀化子群宏观截面、弥散颗粒各层与弥散颗粒燃料区内基体的碰撞概率信息；
6、3)固定源问题子群特征线计算：通过求解子群特征线输运方程，获得弥散颗粒燃料区内基体、弥散颗粒各层和弥散颗粒燃料区内的平均标通量，通过子群归并求解多群微观有效自屏截面，采用共振干涉因子方法对多共振核素共存时的多群微观有效自屏截面进行修正，最后求解获得弥散颗粒各层的多群宏观有效自屏截面；
7、4)输运修正计算：对各向异性散射较强的核素，根据各弥散颗粒燃料区一阶中子通量矩，分别修正弥散颗粒各层的多群宏观总截面和自散射截面，根据修正后的截面信息，通过弥散颗粒燃料区内截面的更新方程组迭代，求解弥散颗粒燃料区收敛后的等效均匀化多群宏观截面和碰撞概率信息；
8、5)多群特征线输运计算：将弥散颗粒燃料区内弥散颗粒各层和基体的多群宏观截面、区域等效均匀化多群宏观截面、初始与收敛后的碰撞概率、逃逸概率、减弱逃逸概率、归一化系数，传递给特征线输运求解器进行输运方程的迭代求解，获得收敛后的弥散颗粒分层通量和弥散颗粒燃料系统特征值；
9、1)6)弥散颗粒燃料燃耗计算：采用预估校正方法进行弥散颗粒燃料燃料分区和颗粒分层的精细燃耗计算，燃耗计算保留了颗粒各层的分层燃耗信息。
10、和现有技术相比较，本专利技术具备如下优点：
11、相比于传统的离线子群方法，本专利技术多类型颗粒弥散燃料在线子群共振自屏计算方法，由于不需要专门针对特定问题设计基准问题以制作特定问题的子群参数库，因此避免了典型工况假设带来的计算失真问题，拓展了适用范围，并保证了计算精度的稳定性。验证结果表明，本专利技术方法计算的有效自屏截面与蒙特卡罗结果偏差在5％以内，keff计算平均偏差在200pcm以内。相比于传统的离线子群方法，该在线方法避免了典型工况假设带来的计算失真问题，拓展了适用范围，并保证了计算精度的稳定性。
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1.一种多类型颗粒弥散燃料在线子群共振自屏计算方法，其特征在于：包括如下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种多类型颗粒弥散燃料在线子群共振自...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴宏春，袁安民，李云召，曹良志，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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