熔盐堆临界能谱与通量分布的仿真计算.pdf

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1、第31卷第9期计算机仿真2014年9月文章编号：1006—9348(2014)09—0136—04熔盐堆临界能谱与通量分布的仿真计算李伟，曹欣荣(哈尔滨工程大学核安全与仿真技术国防重点学科实验室，黑龙江哈尔滨150001)摘要：研究熔盐反应堆在f临界工况下的堆芯中子能量和中子通量分布。由于熔盐反应堆的几何结构与目前的热中子反应堆存在很大差异，导致热中子反应堆能谱的求解方法在对熔盐堆进行计算时存在几何处理上的困难。针对上述问题，提出采用具有任意几何处理能力的中子输运计算软件MCNP对熔盐堆堆芯结构进行建模，采用能量区间上的平均通量代替该区间内通

2、量分布的方法，计算了两种熔盐堆在临界工况下的堆芯中子能谱。结果表明，MSBR堆芯能谱为典型的热堆能谱；MO—SART堆芯能谱介于决堆能谱和热堆能谱之间。结果能够作为堆芯扩散计算中能量分群方法的依据。同时分析了堆芯内中子通量分布情况，结果表明熔盐堆中子通量分布具有中间高、四周低的特点。关键词：熔盐堆；临界能谱；通量分布；蒙特卡罗中图分类号：TL329文献标识码：BSimulationofCriticalEnergySpectraandFluxDistributionofMoltenSaltReactorLIWei．CA0Xin—rong(Har

3、binEngineeringUniversity，FundamentalScienceonNuclearSafetyandSimulationTechnologyLaboratory，HarbinHeilongjiang150001，China)ABSTRACT：Thecriticalneutronenergyspectrumandfluxdistributionareresearched．Forthehugedifferenceinstructure，thecalculationmethodsofthermalneutronreactora

4、refailedinsolvingenergyspectrumofmoltensaltreac—torbecauseofthedifficultyingeometry．Tosolvethisproblem，thispaperputsforwardamodelingmethodbyusingMCNP，whichcansolvetheproblemwithcomplexgeometry．Neutronenergyspectrumsoftwotypesofmoltensaltre—actorarecalculatedbyusingaveragefl

5、uxinsteadofthefluxdistributionontheenergyinterva1．TheresultindicatesthattheenergyspectruminMSBRisatypicalenergyspectrumofthermalreactor，andtheenergyspectruminMO—SARTisbetweentheenergyspectrumsofthermalreactorandfastreactor．Theresultcanbeusedasthebasisofmulti-groupmethod．And

6、neutronfluxdistributionisalsoanalyzed．TheresultshowsthattheneutronfluxdistributionofmoltensaltreactoriSlargeatthecenterofthecore．andsmallattheedge．KEYWORDS：Moltensaltreactor；Criticalenergyspectrum；Fluxdistribution；MonteCarlo1引言将热量传递给二回路的冷却剂熔盐”】l。由于熔盐堆在材在求解反应堆中子扩散方程时，对中子通量密度

7、中能量料成分上的特殊性，其堆芯内的能谱与目前轻水反应堆有较变量的处理通常采用分群的处理方法。而分群方法的基础大的差异。由于熔盐堆(尤其是多通道的熔盐堆)在几何结之一则是堆芯内的中子能量分布的求解。对于作为目前主构上的特点，导致目前常用的计算方法难以适用于熔盐堆。流堆型的轻水反应堆，能谱的求解已有成熟的计算方法。相针对该问题，通过合理设置能量计数区间，采用具有任对于轻水反应堆，在核燃料方面，熔盐堆(MoltenSaltReac—意几何处理能力的中子输运计算程序MCNP对熔盐堆堆芯tor，MSR)采用溶解在氟化盐中的钍或铀的液态融合物作为进行仿真

8、，得到各能量区间上的平均中子通量密度，并依此燃料；在堆芯结构方面，熔盐堆无需专门制作固体燃料组件，得到堆芯内中子的能谱。高温的液态燃料从堆芯由石墨制成的通道流过，在