[發明專利]基于離散化空間能譜響應矩陣的精準中子能譜調控方法

有效

• 申請號: 201810350168.3
• 申請日: 2018-04-18
• 公開（公告）號: CN108536983B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 吳宜燦;胡麗琴;龍鵬程;宋婧;郝麗娟;孫光耀
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06N3/12
• 代理公司: 合肥興東知識產權代理有限公司 34148
• 代理人: 王偉

1.一種基于離散化空間能譜響應矩陣的精準中子能譜調控方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：建立中子調控模塊的響應矩陣庫，包含不同能量入射中子穿過不同調控模塊后的中子能譜分布信息；

步驟二：根據源中子能譜信息和目標中子能譜信息確認初步的調控模塊布置方案；

步驟三：根據響應矩陣庫獲取該布置方案下出射中子能譜；

步驟四：將出射中子能譜與目標中子能譜進行比較，若二者差距超出預設值delta1，則優化調控模塊布置方案，直到出射中子能譜與目標中子能譜差距小于預設值delta1；

步驟五：根據上述調控模塊布置方案建立中子輸運模型，進行中子輸運計算，獲得該布置方案下的精確的出射中子能譜，即計算能譜；

步驟六：將計算能譜與目標中子能譜進行比較，若認定二者差距小于預設值delta2，則將該布置方案作為最終布置方案，若認定二者差距大于預設值delta2，則將計算能譜作為源中子能譜，返回步驟二進行迭代調控，直到獲得最終布置方案，

其中，所述步驟一包括以下步驟：

(21)將1e^-11MeV-150MeV的中子能量劃分為N群；

(22)根據中子能譜調控中涉及的調控模塊的幾何模型及材料，建立調控模塊的中子輸運模型，調控模塊按用途分為增殖調控模塊、慢化調控模塊、吸收調控模塊、反射調控模塊；

(23)使用步驟(21)中能群結構的每群中子的能量作為源中子能量和步驟(22)中單調控模塊的中子輸運模型進行中子輸運計算，統計調控模塊外表面的出射中子能譜，建立該調控模塊的響應函數，該函數滿足以下公式：

Φ_out(E)＝∫f_i(E′→E)×Φ_in(E′)dE′

式中Φ_out(E)為出射中子能譜，Φ_in(E′)為入射中子能譜，f_i(E′→E)為調控模塊i的響應函數，表示能量為E′的入射中子經過調控模塊i后能量變為E的概率，

(24)重復步驟(23)，直到建立所有能量、所有調控模塊的響應函數，建立響應函數庫，其中，入射和出射中子能譜劃分為N群，響應函數A_i為N×N的矩陣：

其中，上式中表征能量為E_j的中子穿過調控模塊i后能量變為E_k的幾率，響應函數庫變為響應矩陣庫。

2.根據權利要求1所述的基于離散化空間能譜響應矩陣的精準中子能譜調控方法，其特征在于，所述步驟二包括以下步驟：

(31)將源中子能譜和目標中子能譜轉換為設定群數的能群結構，分別為Φ_in(E)和Φ_out(E)；以及

(32)然后根據源中子能譜信息和目標中子能譜信息確認初步的調控模塊布置方案，其中，根據源中子能譜以及目標中子能譜峰值特點確認調控模塊布置方式。

3.根據權利要求1所述的基于離散化空間能譜響應矩陣的精準中子能譜調控方法，其特征在于，在所述步驟三中，根據響應矩陣庫獲取該布置方案下出射中子能譜為：

其中，上式中i的順序為調控模塊的逆向排列順序。

4.根據權利要求1所述的基于離散化空間能譜響應矩陣的精準中子能譜調控方法，其特征在于，在所述步驟四和六中，預設值delta1和delta2為用戶設定，默認為1％。