[發明專利]一種獲取FCM燃料有效多群截面的方法

在審

• 申請號: 201811347675.8
• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN109493924A
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 祖鐵軍;尹文;曹良志;吳宏春;賀清明;劉宙宇
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G16C20/40
• 分類號: G16C20/40
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

1.一種獲取FCM燃料有效多群截面的方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1：構建一個內部是TRISO顆粒，外部是基質材料的一維球模型，基質材料的半徑由公式(1)計算得到；在共振能量段，針對該模型求解公式(2)所示超細群慢化方程，得到TRISO顆粒內以及基質內的超細群通量，然后由公式(3)求得TRISO顆粒內以及基質內的超細群缺陷因子；

其中，

R_m——基質材料的半徑；

R_t——TRISO顆粒的半徑；

F——TRISO顆粒的填充率；

其中，

∑_i,g——第i區，第g超細群的宏觀總截面

φ_i,g——第i區，第g超細群的中子通量；

V_i——第i區的體積；

V_j——第j區的體積；

Q_j,g——第j區,第g超細群的源；

P_ji,g——第g超細群，第j區到第i區的碰撞概率；

其中，

S_i,g——第i區，第g超細群的缺陷因子；

φ_i,g——第i區，第g超細群的中子通量；

——第g超細群的體積平均通量；

步驟2：按公式(4)，用各個區域的超細群缺陷因子修正對應區域的所有核素的超細群截面得到燃料棒內均勻化后的所有核素的超細群截面；

其中，

——第i區，k核素，第g超細群的均勻化后截面；

σ_i,k,g——第i區，k核素，第g超細群的均勻化前截面；

S_i,g——第i區，第g超細群的缺陷因子；

步驟3：將燃料棒視為黑體，采用中子流方法計算得到FCM燃料所有燃料棒的丹可夫修正因子，由于一維棒模型的燃料棒的丹可夫修正因子由公式(5)計算得到，由公式(5)可知，一維棒模型的燃料棒的丹可夫修正因子是該模型慢化劑半徑的函數，因此，根據丹可夫修正因子等價，通過二分法搜索獲得FCM燃料所有燃料棒的等效一維棒模型；

其中，

C——丹可夫修正因子；

P_e——孤立系統的逃脫概率；

R——等效一維棒模型慢化劑半徑；

P_f→m(R)——等效一維棒模型中子從燃料到慢化劑的碰撞概率；

∑_t,f——燃料棒宏觀總截面；

——燃料棒平均弦長；

步驟4：在共振能量段，采用公式(2)所示超細群慢化方程求解所有燃料棒的等效一維棒模型，得到共振能量段的燃料棒內所有共振核素的有效多群截面；

步驟5：在熱能段，構建三維圓柱體模型，TRISO顆粒位于圓柱體模型中心，圓柱體半徑等于TRISO顆粒半徑，圓柱體高度由公式(6)計算得到，中子由圓柱體底部沿平行于圓柱體中心軸方向穿過圓柱體。通過數值積分及公式(7)求得中子在TRISO顆粒及基質材料中的碰撞概率p_i和逃脫概率p；

其中，

L——圓柱體高度；

R_t——TRISO顆粒半徑；

F——TRISO顆粒填充率；

其中，

p——逃脫概率；

p_i——中子在第i區的碰撞概率；

步驟6：在步驟5求出逃脫概率p后，通過公式(8)求得均勻化宏觀總截面，然后由公式(9)求得任意區域的均勻化宏觀總截面，最后由公式(10)得到任意區域的多群缺陷因子；

其中，

——均勻化宏觀總截面；

f_i——第i區域體積份額；

——第i區域均勻化宏觀總截面；

p——逃脫概率；

L——圓柱體高度；

其中，

——第i區域均勻化宏觀總截面；

——均勻化宏觀總截面；

p_i——中子在第i區的碰撞概率；

p——逃脫概率；

f_i——第i區域體積份額；

其中，

S_i——第i區的多群缺陷因子；

——第i區域均勻化宏觀總截面；

——均勻化宏觀總截面；

步驟7：用步驟6得到的熱能段多群缺陷因子修正熱能段多群截面即得到均勻化后熱能段有效多群截面。