[發明專利]一種裂變產物燃耗鏈壓縮方法和裝置

有效

• 申請號: 202110693164.7
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113591024B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 溫麗麗;吳海成;舒能川;吳小飛;張崇;葛智剛;陳永靜;劉萍;張環宇;王文明;陳瑩;唐輝
• 申請（專利權）人: 中國原子能科學研究院
• 主分類號: G06F17/15
• 分類號: G06F17/15;G06F17/13;G06F16/2455
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務所(普通合伙) 11311
• 代理人: 田明;楊方

本發明公開了一種裂變產物燃耗鏈壓縮方法和裝置，方法包括：S100、構建兩個基于嬗變徑跡分析法的貢獻函數，兩個貢獻函數用于裂變產物燃耗鏈壓縮；S200、通過定量計算兩個貢獻函數，對每條質量鏈上裂變產物核素的重要性進行排序，挑選出每條質量鏈上的重要核素；S300、將所有質量鏈上的重要核素重構為一條壓縮鏈，并計算該條壓縮鏈上所有裂變產物核素的燃耗數據，燃耗數據包括有效裂變產額和活化分支比。本發明基于嬗變徑跡分析法的貢獻函數在保證計算精度的同時，相對其他燃耗鏈壓縮方法計算效率高，具有較強的簡便性與可行性。

技術領域

本發明涉及裂變產物燃耗鏈領域，具體涉及一種裂變產物燃耗鏈壓縮方法和裝置。

背景技術

燃耗鏈是進行反應堆燃耗計算的基礎也是出發點。反應堆中完整的燃耗鏈包含數千種核素以及數目更多的核素間轉化關系，反應堆燃耗計算如果直接采用這么復雜的燃耗鏈會浪費大量的計算時間和存儲資源。因此，需要事先在多群常數庫的制作過程中對燃耗核素進行篩選，挑選出重要的核素，此過程稱為燃耗鏈壓縮或燃耗鏈設計。常用的燃耗鏈壓縮方法包括WLUP方法、貢獻矩陣法、奇異值分解法、貢獻函數法、定量重要性分析法。WLUP方法是基于半經驗性質的燃耗鏈壓縮方法，其余方法為基于定量化分析的燃耗鏈壓縮方法。

WLUP方法根據典型產額和截面信息對裂變產物進行分類，以識別并最終保留對中子學特性重要的裂變產物。該方法將裂變產物分為需要保留的裂變產物和不需要保留的裂變產物兩大類。其中需要保留的裂變產物包括強吸收和俘獲產物強吸收；不需要保留的裂變產物包括短壽期和接近穩定的裂變產物。此外，WLUP方法通過引入偽核素進一步降低燃耗數據庫的復雜程度。WLUP方法涉及的近似主要在于：一是沒有使用真實問題的截面信息；二是分析僅限于局部的至多兩個核素間的轉化關系。WLUP方法的優點是可以將上千種裂變產物壓縮至數十種以大大節省計算所需的存儲空間提升計算的效率。缺點是這種方法的計算精度有限，并且不能考慮目標核素的計算精度。

貢獻矩陣方法(Contribution Matrix Method)的基本思想是保留對目標核素產生率的貢獻比例大于設定值的核素。該方法首先定義貢獻矩陣P，其元素P_ij是第j號核素產生第i號核素的產生率與第i號核素總產生率之比。通過該矩陣及其乘方構建一個矩陣序列，P₁,P₂,…，P_n，其中n是核素總數。矩陣序列中(i,j)位置最大的元素稱為第j號核素至第i號核素的貢獻。如果一個核素對任一目標核素的貢獻大于設定值，那么保留該核素。

貢獻函數方法(Contribution Function Method)所確定的保留核素滿足如下性質：在某一個燃耗步下將該核素的原子核密度置零，對最后一個燃耗步下至少一個目標核素原子核密度造成大于設定值的相對偏差。該方法涉及到了廣義微擾理論以及共軛原子核密度的計算。最后一步應用共軛原子核密度的相似性分析，將滿足相似性條件的衰變母核與子核歸并為一個核素。

奇異值分解方法(Singular Value Decomposition Method)基于兩點原則確定保留核素：首先是包含所有目標核素，其次是非保留核素至保留核素的轉化矩陣的范數低于設定值。該方法首先初始化只包含目標核素的保留核素集合，然后通過矩陣奇異值分解的方法找到對保留核素有直接轉化關系的核素并添加到保留核素集合里。當非保留核素集合對保留核素集合的轉化矩陣與初始時轉化矩陣的Frobenius范數比值小于設定值時終止核素搜索與添加過程，得到最終的保留核素。