多群核數(shù)據(jù)不確定性對(duì)堆芯物理計(jì)算的影響

潘昕懌　　蘭　兵　　張春明　　靖劍平　　攸國順（環(huán)境保護(hù)部核與輻射安全中心　　北京　100082）

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多群核數(shù)據(jù)不確定性對(duì)堆芯物理計(jì)算的影響

潘昕懌蘭兵張春明靖劍平攸國順
（環(huán)境保護(hù)部核與輻射安全中心北京100082）

摘要核數(shù)據(jù)不確定性是造成反應(yīng)堆物理計(jì)算結(jié)果不確定性的重要因素之一。基于所需抽樣核數(shù)據(jù)的協(xié)方差矩陣開發(fā)了隨機(jī)抽樣模塊（StochasticSampling，SAMP），在此基礎(chǔ)上利用SCALE（StandardizedComputerAnalyses forLicensingEvaluation）軟件包實(shí)現(xiàn)了混合法和隨機(jī)抽樣法兩種不確定性分析方法，以研究多群核數(shù)據(jù)不確定性對(duì)堆芯物理計(jì)算的影響。以3×3假想堆芯為對(duì)象，對(duì)兩種方法進(jìn)行了驗(yàn)證，然后應(yīng)用于國際原子能機(jī)構(gòu)（InternationalAtomicEnergyAgency，IAEA）燃料管理基準(zhǔn)題中的Almaraz核電廠首循環(huán)堆芯。分析結(jié)果表明，兩種方法結(jié)果符合良好，Almaraz核電廠堆芯keff不確定性約為0.5%，堆芯徑向和軸向功率的最大不確定性分別為1.9%和0.45%。

關(guān)鍵詞多群核數(shù)據(jù)，不確定性，SCALE，隨機(jī)抽樣，協(xié)方差矩陣

國家科技重大專項(xiàng)（No.2013ZX06002001）資助

第一作者：潘昕懌，男，1983年出生，2010年畢業(yè)于清華大學(xué)，主要從事反應(yīng)堆物理和核安全研究

SupportedbyNationalScienceandTechnologyMajorProject（No.2013ZX06002001）

Firstauthor:PANXinyi，male，bornin1983，graduatedfromTsinghuaUniversityin2010，engagedintheresearchofreactorphysicsandsafety Correspondingauthor:YOUGuoshun，E-mail:youguoshun@chinansc.cn

Influence of multigroup nuclear data uncertainties on the reactor core physics calculation

PANXinyiLANBingZHANGChunmingJINGJianpingYOUGuoshun
（Nuclear and Radiation Safety Center， Ministry of Environmental Protection， Beijing 100082， China）

Abstract Background:Theuncertaintyofnucleardataisoneofthekeyfactorsresultingintheuncertaintyof reactorphysicscalculation.Purpose:Theinfluenceofmultigroupnucleardatauncertaintiesonthereactorcore physicscalculationwasstudiedinthispaper.Methods:ThestochasticsamplingmodularSAMPbasedoncovariance matrixofnucleardatawasdeveloped，andthehybridmethodandstochasticsamplingmethodwererealizedusing SCALE（StandardizedComputerAnalysesforLicensingEvaluation）softwarepackage.Thetwomethodswere validatedusing3×3hypotheticalcoreandthenappliedtothefirstcycleofAlmarazpressurized-waterreactor（PWR）intheIAEA（InternationalAtomicEnergyAgency）fuelmanagementbenchmark.Results:Resultsofthetwo methodsareingoodagreement.Theuncertaintyofcoreeffectivemultiplicationfactorisabout0.5%，andthe maximumuncertaintiesoftheradialandaxialpowerareabout1.9%and0.45%respectivelyinAlmarazPWR. Conclusion:Thetwo-stepmethodandstochasticsamplingmethodcanbothbeusedfortheuncertaintyanalysisof reactorcorecalculation.

Key words Multigroupnucleardata，Uncertainty，SCALE，Stochasticsampling，Covariancematrix

利用最佳估算技術(shù)進(jìn)行反應(yīng)堆設(shè)計(jì)和安全分析時(shí)，為確保足夠的安全裕量，必須進(jìn)行不確定性分析。反應(yīng)堆物理計(jì)算的不確定性主要包括工程不確定性（如燃料制造公差）、計(jì)算不確定性（如計(jì)算模型簡化和核數(shù)據(jù)等輸入?yún)?shù)不確定性）和現(xiàn)象不確定性（如密實(shí)化、棒彎曲和氙振蕩等效應(yīng)）[1]。近年來研究表明，核數(shù)據(jù)的不確定性是影響反應(yīng)堆物理計(jì)算的重要因素之一[2]。

核數(shù)據(jù)不確定性主要源自其測(cè)量過程及評(píng)價(jià)模型[3]，通常以協(xié)方差的形式與評(píng)價(jià)核數(shù)據(jù)庫同時(shí)發(fā)布。……