HENDL1.1/MG多群工作数据库及VisualBUS程序的Benchmark校验

论文摘要

核数据库是利用计算机模拟技术对先进核能系统进行设计与研究的核反应数据信息支持平台。可直接用于计算机模拟计算的核数据库一般称为工作数据库（或者称为应用数据库）,它是在基本评价数据库核素数据的基础上经过核素数据提取、制作得到的。目前世界上主要有五个基本的评价数据库:美国的ENDF,日本的JENDL,欧洲的JEFF,中国的CENDL和俄罗斯的BROND。由于获得各基本评价数据库核数据的实验条件以及实验数据加工过程不同,因此,对于同一种核素,不同评价数据库内对应该核素的数据信息可能会有较大的差异,这种差异将直接体现在评价数据库经过加工得到的应用数据库被用于模拟计算后的结果性差异上。因此,对工作数据库进行模拟计算的Benchmark测试工作是数据库质量保证的重要内容,对该工作数据库的可靠性评价将十分重要。 中国科学院等离子体物理研究所FDS（Fusion Design Study）课题组为了探索先进核能系统以及核能系统更广泛应用途径,在五个主要评价数据库以及IAEA的FENDL/E-2.0评价数据库的基础上自主开发了工作数据库HENDL1.1（Hybrid Evaluated Nuclear Data Library）,其中HENDL1.1/MG是多群工作数据库。本文的研究主要是对HENDL1.1/MG进行Benchmark测试评价工作,同时对应用HENDL1.1/MG数据库的VisualBUS多功能中子学程序系统的一维输运/燃耗计算模块TBC进行了评价校验。对HENDL1.1/MG和VisualBUS1.0的校验测试工作主要从输运计算测试和燃耗计算测试两个方面分别进行的。HENDL1.1/MG的输运计算测试是在对大量的国际上已有的基准实验进行模拟计算的基础上进行的,而燃耗计算测试校验测试采用对比HENDL1.1/MG和BISONC自带的数据库JENDL-3/MG的计算参数来实现。对VisualBUS1.0的输运计算测试和燃耗计算测试均是是在对比不同程序应用相同数据库的结果进行评价分析。 对HENDL1.1/MG,校验测试显示除部分核素的信息需要进一步研究改进外,该数据库可用于核能系统的模拟计算。对VisualBUS1.0的校验显示,该程序的输运和燃耗计算基本可靠。

论文目录

• 第一章 前言
• 1.1 聚变中子源驱动的次临界清洁核能系统研究的意义
• 1.2 目前核数据库发展的状况及其对核能系统研究的意义
• 1.3 HENDL1.1／MG数据库和VisualBus的研发及意义
• 1.4 本文主要内容
• 第二章 HENDL1.1／MG数据库及VisualBUS简介
• 2.1 中子学理论
• 2.1.1 中子输运及求解概述
• 2.1.2 离散变量法解输运方程
• 2.1.3 蒙特卡罗方法
• 2.1.4 燃耗计算的重要性及基本燃耗方程
• 2.1.5 燃耗方程的求解
• 2.1.5.1 BATEMAN方法
• 2.1.5.2 数值方法求解燃耗方程
• 2.2 VisualBUS程序系统
• 2.3 HENDL1.1／MG数据库
• 2.3.1 HENDL1.0／MG及HENDL1.1／MG数据库研发的必要性
• 2.3.2 HENDL1.1概述
• 2.3.3 HENDL1.1／MG应用数据库介绍
• 2.3.3.1 输运数据库
• 2.3.3.2 燃耗数据库
• 2.3.3.3 响应函数数据库
• 2.4 小结
• 第三章 VisualBUS1.0的Benchmark校验
• 3.1 VisualBUS1.0输运计算的Benchmark校验
• 3.2 VisualBUS1.0燃耗计算的Benchmark校验
• 3.2.1 单质球壳模型
• 3.2.2 单质球壳计算结果
• 3.3 小结
• 第四章 HENDL1.1／MG的Benchmark校验
• 4.1 HENDL1.1／MG输运计算的Benchmark校验
• 4.1.1 轻核球壳实验的模拟计算
• 4.1.1.1 FENDL／E-2.0数据源核素的应用测试
• 4.1.1.2 非FENDL/E-2.0数据源材料核素的应用测试
• 4.1.2 重核临界球实验的模拟计算
• 4.2 HENDL1.1／MG燃耗计算的Benchmark校验
• 4.2.1 单核素球壳模型
• 4.2.2 单质球壳模型计算结果
• 4.3 FDS-Ⅰ／DWT包层复杂系统的模拟计算
• 4.4 HENDL1.1／MG的Benchmark校验中发现的问题
• 4.4.1 Cs135、Cs137和I129
• 4.4.2 Pb核素
• 4.4.3 Pu241核素
• 4.4.4 U233核素
• 4.5 小结
• 第五章 总结与展望
• 参考文献
• 硕士期间公开发表的论文