[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

本發明公開了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，首先建立中子調控響應矩陣庫，在進行具體調控時，根據調控目標確定調控模塊布置方案，基于響應矩陣庫快速獲取該方案下中子能譜分布情況，與調控目標進行對比，通過調整調控模塊布置方案獲取目標能譜分布；進行輸運計算，得到精確的能譜分布，與調控目標進行對比，若相差較大，再次進行迭代設計，直到輸運計算的精確能譜分布與調控目標差距小于預設值，獲得該目標中子能譜所需的調控方案。本發明解決了傳統調控方法依賴人工經驗反復迭代試錯，難以精準構建滿足工程與實驗要求中子能譜的問題，實現了中子能譜的高效精準定制，促進了先進核能系統研發及核技術交叉應用研究。

技術領域

本發明涉及一種精準中子能譜調控方法。

背景技術

先進核能系統中中子能譜分布復雜多樣，傳統的中子源裝置如加速器型聚變中子源、散裂中子源、電子直線加速器中子源、離子加速器中子源、裂變反應堆等產生的聚變中子能譜、散裂中子能譜、裂變中子能譜等不能夠覆蓋先進核能系統涉及的中子能譜，給先進核能系統的研究和發展帶來較大的阻礙。

為了產生適合于先進核能系統的中子能譜，需要發展高效的中子能譜調控技術，從源中子能譜及目標中子能譜出發，確定調控模塊的幾何、材料參數以及布置方案。目前多通過正向調控的方式來產生接近目標的中子能譜，該方法通過正向調整調控模塊來獲取盡量接近目標能譜的能譜，但是存在設計耗時、僅能夠生成特定種類能譜等問題，因此有必要發展一套能夠實現中子能譜的高效精準定制的中子能譜調控技術。

發明內容

本發明的目的在于提供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，以解決現有技術難以精確調控產生指定中子能譜的難題。

為此，本發明提供了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，該方法包括以下步驟：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，若二者差距大于預設值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；以及步驟六：將計算能譜與目標能譜進行比較，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計算，直到獲得最終布置方案。

本發明有以下技術效果：

(1)本發明的進行中子能譜逆向調控，從目標中子能譜出發，逆向推導出調控模塊的布置分布，可以實現中子能譜的高效精準定制。

(2)根據調控模塊幾何、物理特性和源中子能譜，建立起調控響應矩陣庫，基于響應矩陣庫進行快速調控方案設計；通過蒙特卡羅中子輸運計算獲取的精確中子能譜進行確認優化，實現高效精確的中子調控方案設計。

除了上面所描述的目的、特征和優點之外，本發明還有其它的目的、特征和優點。下面將參照圖，對本發明作進一步詳細的說明。

附圖說明

構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1為根據本發明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的流程圖；以及

圖2示出了基于強流氘氚中子源實驗裝置產生14.06MeV中子進行調控所需產生的鉛基裂變反應堆中子能譜。

具體實施方式