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基于离散纵标法的三维中子/光子输运程序开发

王伟金  
【摘要】:随着对屏蔽计算结果精度的提高,现有程序已不能完全满足需求。为了提高屏蔽计算结果精度,合理减少设计过程中的保守性,提高核电站的经济性,掌握核反应堆屏蔽计算软件的核心技术,本论文通过广泛调研,采用确定论方法对中子输运理论及数值求解方法进行研究,开发了求解三维直角坐标系下稳态的中子光子输运方程计算程序——CTDOS,实现精确的三维屏蔽设计分析,该程序主要用于核系统辐射屏蔽计算,亦可用于核装置的核设计分析工作。 由于确定论方法计算速度迅速,计算精度高,深穿透问题容易计算等优点,是主要的反应堆物理分析方法之一。离散纵标法作为确定论方法之一,被广泛应用。基于三维离散纵标法,本文对能群变量采用分群近似的方法处理;对空间变量,采用有限差分近似离散;对方向变量采用离散纵标(SN)法离散的方法得到三维输运方程的离散差分形式。鉴于中子/光子输运方程的复杂性,除某一些特殊情况外很难用解析方法进行求解,本文采用比较保守的源迭代数值方法进行求解。基于上述方法,开发了程序CTDOS程序。 本文利用Takeda基准题和Kobayashi基准题两个基准题,对程序CTDOS进行基准验证,结果证明了程序CTDOS所采用的算法及程序的编制是正确的,初步实现了求解“Keff问题”及“固定源问题”的功能,并能够给出系统的Keff值和中子/光子通量密度分布。为了使程序具有具有更好的计算经济性和稳定性,同时使程序具有更好的通用性,本文最后给出了需要完善的几方面内容。


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