本工作使用新开发的MUSE1.0通用多群核数据库,该库采用172n@42g群结构,使用Vitamin-E权重谱,P6阶勒让德级数展开,包含核反应堆工程设计中常用的161种核素的中子、光子及中子光子耦合的多群核截面数据,并针对不同应用领域提供如下4个温度点数据,分别是:293、600、800、900K,其它温度点的截面数据可利用已有截面数据采用插值方法获得。由于以上的参数选取,使得该库有较宽的适应性,可用于不同装置的临界分析、屏蔽计算等。目前,该库的临界基准检验与屏蔽基准检验工作已初步完成,本工作将检验其在压水堆压力容器快中子注量计算分析中应用的可行性与精度。
H.B.Robinson-2辐照监督管基准实验1996年,由美国橡树岭国家实验室与西屋公司合作共同推出了H.B.Robinson-2号机组压力容器基准实验,该基准实验对H.B.机组第9循环寿期内每天的堆芯功率(以燃料棒为单位)、硼浓度进行测量,得到第9循环寿期末热屏处辐照监督管内试样材料的计算比活度,同时对第9循环寿期末热屏处辐照监督管内试样材料比活度进行测量,最终得到计算比活度与测量比活度之比(C/M)。该基准为检验压水堆压力容器中子注量率计算方法与计算工具等提供了标准与依据。本文在该基准实验基础上,对MUSE1.0多群截面进行检验测试。
计算模型堆芯计算模型H.B.Robinson-2号反应堆的堆芯由157根燃耗深度不同的燃料组件组成,为提高第9循环寿期的中子利用率,燃耗较深的燃料组件被布置在外围区域,堆芯由内至外依次围绕有堆芯围板、反射层、吊篮、第1下降区、热屏、第2下降区、压力容器、保温层、空腔室和生物屏蔽层。燃料组件尺寸为21.504cm@21.504cm、15@15的棒孔,活性区高度为365.67cm.计算时采用单组件均匀化,堆芯围板、吊篮、热屏、压力容器内堆焊层均为304合金钢,压力容器为A533B碳钢,各区详细的几何尺寸与材料成分等参见H.B.Robinson-2基准。考虑到反应堆的对称性,只计算了1/8堆芯尺寸,计算时R方向划分网格数为184个,(方向划分网格数为99个。
总结本工作利用基于ENDF/B-×。0核评价数据库开发的MATXS格式的通用多群截面数据库MUSE1.0,使用二维离散纵标法程序DORT,对H.B.Robinson-2辐照监督管基准实验进行计算分析,并与多群截面库BUGLE-96计算结果进行了比较。结果明,利用MUSE1.0和BUGLE-96两个数据库计算得到的辐照监督管处的中子能谱基本吻合,MUSE1.0比活度计算精度较BUGLE-96有明显改善,平均C/M提高7%.本工作明,多群截面数据库MUSE1.0可应用于压水堆核电站压力容器中子注量计算中,其计算精度满足工程设计要求。