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WIMS/CITATION在IHNI-1堆芯物理计算中的应用

2012-08-18赵柱民江新标陈立新朱养妮周永茂

中国工程科学 2012年8期

赵柱民,张 良,江新标,陈立新,朱养妮,周永茂

(1.西北核技术研究所,西安 710024;2.中国核工业集团中原对外工程有限公司,北京 100191)

1 前言

高品质的超热中子束是硼中子俘获治疗(boron neutron capture therapy,BNCT)恶性肿瘤取得成功的关键条件之一[1]。医院中子照射器 I型堆(inhospital neutron irradiator mark 1,IHNI-1)设计有 BNCT 超热中子束流孔道[2,3],为优化提高 IHNI-1堆超孔道热中子参数,需要对堆芯的中子学参数进行准确计算。文章建立了利用 WIMS/CITATION[4,5]计算堆芯中子学参数的模型,计算了堆芯的功率分布、顶铍反应性价值、控制棒价值、温度系数、堆芯燃耗等中子学参数,与设计参数相比,结果合理,提供了一种理论研究IHNI堆芯参数的途径。

WIMS是一个国际通用的栅元计算程序[4]。该程序最初由位于Winfrith的英国原子能研究中心(Atomic Energy Establishment,AEE)于 20 世纪 60年代为石墨高温气冷堆而研制的一个栅元计算程序,后来被广泛用于压水堆、重水堆和各种研究堆的栅元计算。目前国内应用的WIMS是20世纪80年代推出的WIMS改进型的微机版本。国际原子能机构网站定期对 WIMS的数据库进行更新,提供ENDF/B VII.0和JENDL4.0等国际通用评价库最新版本制作的多群截面库。CITATION是采用细网有限差分扩散理论求解中子输运方程的反应堆堆芯分析程序[5]。CITATION可以处理一维、二维和三维问题,可以用于X-Y-Z、θ-R-Z、六角形-Z和三角形-Z等几何问题。该程序可以作燃耗计算、中子价值计算、固定源和本征值问题计算,也可以输出堆芯中子通量分布及有效增殖系数keff。文章的计算工作在使用通用计算程序的同时,增加了计算结果的可验证性和可比性。……

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