基于蒙卡燃耗计算的深燃耗误差研究

The emergence of new core design put forward higher requirement for the computing function and accuracy, especially the core design of complex geometry and the special spectrum of long time heap, identified two step theory in spatial discretization and homogenization problems encountered enormous challenges, simple depletion chain in the deep burn also meetl the problem of low accuracy and insufficient data for verification, it is difficult to meet the new demand...Monte Carlo burnup calculation is a powerful tool to cope with the challenge. Monte Carlo transport calculation with a very high accuracy, but coupling with the complex depletion chain burnup calculation function , the overall accuracy has been unsatisfactory, error especially grow with the fuel consumption increases gradually . Fuel consumption calculation error will affect the nuclear design accuracy, thereby affecting the entire core design margin. In the pursuit of high precision on the road, deep burnup error of Monte Carlo burnup calculation has become the bottleneck. When we develop the Monte Carlo burnup calculation, it is necessary to do more research on deep burnup error of Monte Carlo burnup calculation .

新型堆芯设计的出现对计算功能和精度提出了更高的要求，特别是复杂几何和特殊能谱的长寿期堆芯设计，确定论的两步法在空间离散和均匀化问题上遇到了巨大的挑战，简单燃耗链在深燃耗状态下也存在精度不高、验证数据不足的问题，难以满足新的需求。.蒙卡燃耗计算是应对该挑战的有力工具。蒙卡方法输运计算具有非常高的精度，但在耦合了采用高精度复杂燃耗链的燃耗计算功能后，其整体精度却一直差强人意，特别是随着燃耗的加深，误差逐渐增大。燃耗计算的误差将影响核设计的精度，进而影响整个堆芯的设计裕量。在追求高精度的道路上，深燃耗误差问题成为了蒙卡燃耗计算的一个瓶颈。因此我们在发展蒙卡燃耗计算程序时，有必要对蒙卡燃耗计算的深燃耗误差问题进行深入分析。

蒙卡方法输运计算具有非常高的精度，但在耦合了采用高精度复杂燃耗链的燃耗计算功能后，特别是随着燃耗的加深，误差逐渐增大。燃耗计算的误差将影响核设计的精度，进而影响整个堆芯的设计裕量。在追求高精度的道路上，深燃耗误差问题成为了蒙卡燃耗计算的一个瓶颈。有必要对蒙卡燃耗计算的深燃耗误差问题进行深入分析。.在多温度截面库的敏感性系数研究过程中，通过计算结果分析得出keff对U235/Pu239平均裂变中子数的敏感性系数随温度的大幅度变化主要集中在热群，由于堆芯能谱随燃耗加深而硬化，热中子价值随之增大，因此敏感性系数随温度的变化幅度也会增大。而keff对U235/Pu239平均裂变中子数的敏感性系数随温度变化趋势不同，主要原因在于U235/Pu239平均裂变中子数随能量变化趋势是不一样的。温度上升会导致能谱的进一步硬化，这不利于U235裂变，但有利于Pu239裂变，因此keff对U235平均裂变中子数的敏感性系数随温度上升而减小，而keff对239Pu平均裂变中子数的敏感性系数随温度上升而增大；在截面库和输运燃耗耦合求解对蒙卡计算中深燃耗误差研究中，在带反馈燃耗计算中分别采用中点近似燃耗策略、预估矫正（PC）和改进预估矫正（PPC）的燃耗策略，与参考计算进行对比。计算结果显示PC方法和PPC方法得到堆芯增值因子和径向功率分布均有明显改善。深入研究蒙卡燃耗计算在深燃耗下的误差问题，评估导致计算误差的各项要素，对改善蒙卡燃耗计算精度提出改进措施，为蒙卡燃耗计算在工程中的应用奠定一定的基础。