【摘要】：加速器驅(qū)動(dòng)次臨界系統(tǒng)(Accelerator Driven Subcritical System,簡(jiǎn)稱 ADS)是目前國(guó)際上公認(rèn)的最優(yōu)核廢料處置方案,關(guān)于加速器驅(qū)動(dòng)次臨界系統(tǒng)的研究一直是近幾年核能領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。目前用于加速器驅(qū)動(dòng)次臨界系統(tǒng)的計(jì)算軟件主要是由洛斯阿拉莫斯實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的MCNPX程序。不過(guò)要使用MCNPX必須先得到官方的授權(quán),這對(duì)國(guó)內(nèi)的研究人員來(lái)說(shuō)相對(duì)比較困難。針對(duì)這一問(wèn)題,本文使用開(kāi)源的蒙特卡羅程序FLUKA和OpenMC來(lái)實(shí)現(xiàn)ADS靶堆耦合計(jì)算,通過(guò)與MCNPX的對(duì)比計(jì)算,對(duì)這種方法的精度進(jìn)行評(píng)估。散裂靶和次臨界堆芯的耦合計(jì)算可以分為兩步:散裂中子在靶區(qū)的產(chǎn)生以及中子在次臨界堆芯內(nèi)的輸運(yùn)。根據(jù)這一思路,首先利用FLUKA對(duì)高能質(zhì)子轟擊靶材料發(fā)生的反應(yīng)進(jìn)行模擬,使用FLUSCW用戶自定義程序記錄從靶區(qū)向堆芯泄露的中子的能量、位置、角度、權(quán)重等信息;然后編寫源文件轉(zhuǎn)換程序,將這些信息處理成為OpenMC可以讀取的HDF5格式的外中子源文件;最后,利用OpenMC的固定源計(jì)算功能,對(duì)這些散裂中子在堆芯內(nèi)的輸運(yùn)過(guò)程進(jìn)行模擬,從而得到堆芯內(nèi)的中子通量分布情況。在耦合計(jì)算過(guò)程中,針對(duì)OpenMC在固定源計(jì)算中存在的一些問(wèn)題,對(duì)其源程序進(jìn)行了修改,使其能夠滿足計(jì)算的需求。為了論證這種計(jì)算方法的可行性及準(zhǔn)確性,本文將FLUKA-OpenMC耦合計(jì)算與MCNPX直接計(jì)算得到的堆芯中子通量進(jìn)行了對(duì)比。計(jì)算分別采用OECD-ADS基準(zhǔn)題模型以及基于中國(guó)加速器驅(qū)動(dòng)嬗變研究裝置CIADS建立的靶堆耦合模型。結(jié)果表明,兩種方法給出的中子能譜形狀一致。由于數(shù)據(jù)庫(kù)能量上限的限制,在OpenMC的計(jì)算過(guò)程中忽略了 20MeV以上的高能散裂中子,這導(dǎo)致通量計(jì)算結(jié)果比MCNPX偏小約10%～15%。本文將國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)公布的ADS-HE高能數(shù)據(jù)庫(kù)用于一個(gè)簡(jiǎn)化的ADS模型的計(jì)算之中,以計(jì)入高能中子對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響。計(jì)算表明兩種方法得到的通量計(jì)算結(jié)果一致,數(shù)值相差在3%以內(nèi)。這證明利用FLUKA-OpenMC耦合用于ADS系統(tǒng)的靶堆耦合計(jì)算是可行的,并且計(jì)算結(jié)果與MCNPX有著相似的精度。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TL329.2

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 劉照青;ADS質(zhì)子與中子輸運(yùn)及核子耦合燃耗程序系統(tǒng)開(kāi)發(fā)[D];中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所);2018年

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本文編號(hào)：2625475