[發明專利]一種快速計算短壽命惰性氣體裂變產物堆芯盤存量的方法

在審

• 申請號: 202210187805.6
• 申請日: 2022-02-28
• 公開（公告）號: CN114662041A
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 王彧;謝鋒;曹建主;李富;童節娟
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06F17/11
• 分類號: G06F17/11;G06F17/15;G21C17/00
• 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;趙江琳

1.一種快速計算短壽命惰性氣體裂變產物堆芯盤存量的方法，包括以下步驟：

S1、通過設定的化簡條件簡化點燃耗方程組，從而得到不同衰變鏈模式下短壽命惰性氣體裂變產物盤存量的解析解；

S2、利用點燃耗方程組計算程序計算反應堆特征參數；

S3、根據所述反應堆特征參數，通過數學擬合得到所述反應堆特征參數的子參數，每個所述反應堆特征參數由三個子參數表征；

S4、根據反應堆實際運行的熱功率、累計積分功率和可裂變核素的質量計算得到反應堆運行參數；

S5、將步驟S3和S4的計算結果代入步驟S1中對應模式的解析解中，從而得到關注的短壽命惰性氣體裂變產物堆芯盤存量。

2.根據權利要求1所述的快速計算核反應堆短壽命惰性氣體裂變產物堆芯盤存量的方法，其特征在于，步驟S1中設定的化簡條件包括：對于可裂變核素，僅考慮²³⁵U、²³⁸U、²³⁹Pu、²⁴¹Pu和中子的裂變反應；所有短壽命惰性氣體裂變核素都處于平衡狀態；對于惰性氣體裂變核素與中子發生的反應，僅考慮¹³⁵Xe和¹³³Xe的(n,γ)中子吸附。

3.根據權利要求2所述的快速計算短壽命惰性氣體裂變產物堆芯盤存量的方法，其特征在于，步驟S1中短壽命惰性氣體裂變產物的衰變鏈模式包括A模式和B模式，所述A模式為一條衰變鏈，所述A模式又分為A₀子模式及其簡化的A₁、A₂和A₃子模式；所述B模式為兩條衰變鏈。

4.根據權利要求3所述的快速計算短壽命惰性氣體裂變產物堆芯盤存量的方法，其特征在于，步驟S1中所述短壽命氣體裂變產物盤存量的解析解為：

上表中，A_f,i表示直接從所有考慮的可裂變核素產生的核素i的量，單位：atoms；它是堆芯運行參數最后狀態功率P_l和堆芯燃料平均燃耗B的簡單函數，函數關系式為:

式中：

Y_U5,i、Y_U8,i、Y_Pu9,i、Y_Pu1,i表示²³⁵U、²³⁸U、²³⁹Pu、²⁴¹Pu裂變產生核素i的裂變份額；

σ_f,U5、σ_f,U8、σ_f,Pu9、σ_f,Pu1表示²³⁵U、²³⁸U、²³⁹Pu、²⁴¹Pu的裂變截面，單位cm²；

σ_a,i表示核素i的譜平均中子吸收截面，單位cm²；

Φ表示堆芯中折合中子通量，單位1/(cm²·s)；

N_U5、N_U8、N_Pu9、N_Pu1表示²³⁵U、²³⁸U、²³⁹Pu、²⁴¹Pu的原子數；

I_i表示核素i的盤存量,單位Bq。

5.根據權利要求4所述的快速計算短壽命惰性氣體裂變產物堆芯盤存量的方法，其特征在于，步驟S2中所述反應堆特征參數包括折合中子通量Φ和可裂變核素²³⁵U、²³⁸U、²³⁹Pu、²⁴¹Pu的原子數N_U5、N_U8、N_Pu9、N_Pu1。