国家磁约束核聚变能发展研究专项(2010GB111001) 作品数:10 被引量:82 H指数:4 相关作者: 李茂生 胡泽华 邓力 李刚 师学明 更多>> 相关机构: 北京应用物理与计算数学研究所 中国工程物理研究院 清华大学 更多>> 发文基金: 国家磁约束核聚变能发展研究专项 中国工程物理研究院基金 国家自然科学基金 更多>> 相关领域: 核科学技术 理学 自动化与计算机技术 更多>>
次临界能源堆物理设计进展 被引量:13 2014年 聚变-裂变混合能源堆包括聚变中子源和次临界能源堆,主要目标是生产电能。回顾了国内外混合堆的发展历史,给出混合能源堆设计的边界条件和约束条件,说明次临界能源堆以铀锆合金为燃料、水为冷却剂的设计思想。利用输运燃耗耦合程序MCORGS计算了混合能源的燃耗,给出了中子有效增殖因数、能量放大倍数和氚增殖比等物理量随时间的变化。通过分析能谱和重要核素随燃耗时间的变化,说明混合能源堆与核燃料增殖、核废料嬗变混合堆的不同特点。论述了混合堆的热工设计并进行了安全分析。对于燃耗数值模拟程序,通过多家对算,保证其计算结果的可信性。针对次临界能源堆的特点,利用贫铀球壳建立了贫铀聚乙烯装置和贫铀LiH装置,并且专门设计加工了天然铀装置,开展铀裂变率、造钚率、产氚率等中子学积分实验,验证了数值模拟的可靠性。 李茂生 师学明 刘荣 鹿心鑫 朱通华 王新华 余泳 严钧 唐涛 贾建平 程和平 蒋洁琼 栗再新 杨永伟 吴宏春关键词:聚变-裂变混合堆 热工水力 燃料循环 MCMG蒙特卡罗多群-连续截面耦合中子输运计算 被引量:4 2013年 本文针对多群蒙特卡罗计算省时但共振自屏处理存在缺陷,以及连续截面蒙特卡罗输运计算精度高但计算费时的问题,发展了一种多群-连续截面耦合计算方法。该方法在自主研发的三维中子-光子耦合输运蒙特卡罗程序MCMG中得到应用,通过多个模型的计算验证了方法的有效性。MCMG耦合计算取得了与连续点截面MCNP程序一致的结果,其计算速度较MCNP的提高了1倍左右。 邓力 胡泽华 李刚 李树 沈尧松 师学明关键词:蒙特卡罗 MCNP 基准模型k_(eff)对核数据的灵敏度分析及不确定度量化 被引量:12 2013年 为研究有效增殖因数(keff)对核反应数据的灵敏度,以科学量化核数据导致keff计算的不确定度,编制了输运计算积分量灵敏度及不确定度分析程序SURE。该程序采用多群SN输运计算方法计算keff、角通量和伴随角通量,基于微扰理论确定keff对核数据的灵敏度,利用协方差数据量化评估keff计算的不确定度。利用ENDF/B-Ⅶ.1评价中子核数据库,制作了输运计算所需的多群核数据、灵敏度分析所需的各反应道多群截面和中子群转移矩阵、不确定度分析所需的多群协方差数据。采用上述数据,利用SURE分析了基准模型Godiva和Jezebel的keff计算值对核数据的灵敏度,以及核数据导致的模拟计算的不确定度。SURE的灵敏度计算结果与MCNP程序及FORSS程序计算结果符合较好。 胡泽华 王佳 孙伟力 李茂生蒙特卡罗粒子输运程序JMCT研制 被引量:45 2013年 介绍了具有自主知识产权的蒙特卡罗(MC)粒子输运程序JMCT的初步研制成果。JMCT基于三维组合几何支撑软件框架JCOGIN,采用模块化,分成多层管理结构,可处理多群碰撞和连续能量碰撞,可进行粒子并行和区域分解并行两种并行方法,并具有良好的可扩展性和高速通信技术,同时配有可视化建模前处理软件。介绍了JMCT采用的多群物质碰撞机制,展示了程序模拟计算测试模型的结果,与MCNP程序计算结果一致。JMCT串行计算速度相比MCNP提高了约3倍;在20 480个处理器核上模拟2×109样本,并行效率可达70%。 李刚 张宝印 邓力 胡泽华 马彦关键词:蒙特卡罗方法 粒子输运 聚变-裂变混合能源堆一维计算模型燃耗分析 被引量:1 2012年 聚变-裂变混合能源堆包括聚变中子源和以天然铀为燃料、水为冷却剂的次临界包层,主要目标是生产电力。利用输运燃耗耦合程序系统MCORGS计算了混合能源堆一维模型的燃耗,给出了中子有效增殖因数keff、能量放大倍数M、氚增殖比TBR等物理量随时间的变化。通过分析能谱和重要核素随燃耗时间的变化,说明混合能源堆与核燃料增殖、核废料嬗变混合堆的不同特点。本文给出的结果可作为混合堆中子输运、燃耗分析程序校验的参考数据,为混合堆概念研究提供了基础数据。 李茂生 师学明 伊炜伟关键词:燃耗 MCDB蒙特卡罗剂量计算系统及应用 被引量:1 2012年 硼中子俘获治疗(BNCT)蒙特卡罗剂量计算软件系统MCDB(Monte Carlo dosimetry code for brain)已经开发成功。它包括医学前处理、剂量计算和后处理。前处理把CT、MRI图像数据自动转化为剂量计算的输入文件,剂量计算基于蒙特卡罗(MC)方法,后处理是确定照射方向和照射时间。为了提高剂量计算的精度和缩短计算时间,MCDB发展了针对体素模型的快速粒子径迹算法,构造材料矩阵和计数矩阵,程序实现了MPI并行化。通过一个病例,MCDB完成了从CT、MRI提取数据、剂量计算和后处理的全过程。计算取得了与MCNP程序一致的结果,串行计算速度较MCNP提高3倍以上,并行效率可以达到90%,完全满足临床对计算精度和计算时间的要求。 邓力 李刚 陈朝斌 叶涛聚变-裂变混合能源堆球模型参数敏感性分析 被引量:3 2012年 在聚变-裂变混合能源堆球模型基础上,使用蒙特卡罗方法中子学程序对中子源、铀水体积比、产氚区等相关参数进行了中子学的敏感性计算。分析了各参数对混合能源堆能量放大倍数M和氚增殖比TBR的影响,并总结其基本规律,为开展进一步的混合能源堆概念设计提供了重要参考。 刘国明 程和平 邵增关键词:球模型 聚变-裂变混合能源堆球模型中子学对算研究 被引量:2 2012年 利用蒙特卡罗程序和自主开发的蒙特卡罗-燃耗耦合程序MOCouple-s,对北京应用物理与计算数学研究所提出的聚变-裂变混合能源堆球模型进行了对算研究。对初始时刻及各燃耗时刻下的有效增殖因数、能量倍增因子、氚增殖比、中子源强度等堆芯参数进行了比较,结果总体符合较好。对寿期末重要核素的成分进行了详细比较,除个别核素外,偏差很小,表明所采用的计算程序与核参数库一致性良好。对核参数库的选择、铀水体积比等对燃耗计算结果的影响进行敏感性分析,并对外中子源驱动的次临界堆芯的燃耗计算进行详细讨论,提出可行的燃耗计算基准。 邵增 程和平 刘国明关键词:球模型 燃耗 次临界能源堆瞬态安全分析 被引量:1 2013年 参考压水堆回路模型,基于次临界能源堆(SER)概念设计建立其系统模型,利用RELAP5/MOD3.3程序进行初始稳态运行验证,并对功率突升事故、冷却剂失流事故和热阱丧失事故进行瞬态安全分析。初步给出次临界能源堆在事故工况下的限值。 马纪敏 刘永康 李茂生关键词:RELAP5程序 次临界能源堆物理性能初步分析 被引量:7 2012年 次临界能源堆(SER)是由托卡马克聚变源驱动的聚变裂变混合堆。SER以天然铀为燃料、水为冷却剂,主要目标是生产电能。本工作建立了次临界能源堆环形圆柱模型,利用蒙特卡罗输运和燃耗计算程序,比较了燃料区不同构型对keff、M、TBR和燃料增殖比等参数的影响,针对均匀模型进行中子源效率与聚变源强、功率分布与能谱、初步燃耗、寿期末停堆衰变热和卸载燃料放射性等物理性能分析。计算结果表明,该模型能满足能量倍增大于6、氚自持、较长时间不换料等设计目标。研究结果为下一步开展SER安全分析提供了基础。 马纪敏 刘永康关键词:物理性能