基于組件計(jì)算的燃耗實(shí)驗(yàn)基準(zhǔn)題建模分析

汪天雄 張滕飛 吳海成 劉曉晶 熊進(jìn)標(biāo) 柴 翔

1（上海交通大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院 上海 200240）

2（中國(guó)原子能科學(xué)研究院核數(shù)據(jù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京 102413）

多群數(shù)據(jù)庫(kù)是核工程科學(xué)計(jì)算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來(lái)源，其合理性將直接影響數(shù)值模擬的精度。采用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)開(kāi)展多群數(shù)據(jù)庫(kù)的驗(yàn)證和確認(rèn)［1］，能夠大幅提高所建立多群數(shù)據(jù)庫(kù)的可信度。SFCOMPO-2.0［2-3］（Spent Fuel Isotopic Composition Database）是經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development，OECD）核 能 機(jī) 構(gòu)（Nuclear Energy Agency，NEA）實(shí)驗(yàn)分析測(cè)量數(shù)據(jù)庫(kù)的最新版本，現(xiàn)已被廣泛用于核安全分析、乏燃料后處理及優(yōu)化、堆芯設(shè)計(jì)領(lǐng)域。該數(shù)據(jù)庫(kù)包含了8種不同堆型、44座反應(yīng)堆、750個(gè)乏燃料樣品的堆芯、組件及柵元信息，以及其破壞性放射化學(xué)分析得到的主要核素濃度數(shù)據(jù)。SFCOMPO-2.0數(shù)據(jù)庫(kù)為反應(yīng)堆物理組件程序的校核提供了有力的驗(yàn)證工具，如Bamidele Ebiwonjumi等基于此數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)展了STREAM程序的驗(yàn)證校核［4］。

MOX（Mixed Oxide Flue）燃料的使用有利于提高核燃料的利用率，減少核廢料，已成為乏燃料后處理及新型堆芯設(shè)計(jì)的主要研究方向。為了應(yīng)對(duì)研發(fā)MOX燃料和可燃毒物多群常數(shù)庫(kù)的需求，有必要建立該多群常數(shù)庫(kù)的燃耗基準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)計(jì)算例題，用于該庫(kù)的燃耗基準(zhǔn)檢驗(yàn)。本工作從SFCOMPO-2.0數(shù)據(jù)庫(kù)中選取H.B.Robinson-2壓水堆、Beznau-1壓水堆及Takahama-3三種壓水堆的燃耗基準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)，采用DRAGON組件程序［5-6］構(gòu)建二維單柵元模型［4］，并利用轉(zhuǎn)化關(guān)系將模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行對(duì)比和分析，從而為MOX燃料和可燃毒物多群常數(shù)庫(kù)燃耗基準(zhǔn)檢驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。

1 計(jì)算模型

本 文 選 擇 了 Takahama-3、Beznau-1、H.B.Robinson-2三座反應(yīng)堆的試驗(yàn)樣品進(jìn)行建模計(jì)算。試驗(yàn)樣品的乏燃料核數(shù)組分可通過(guò)SFCOMPO 2.0數(shù)據(jù)庫(kù)查詢?！?br>