郭和伟，江新标，赵柱民，陈立新，张信一，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很公司，北京 100191)

1 前言

要保证医院中子照射器I型堆10年不换料连续运行，燃耗计算十分重要。MCNP程序可求解任意三维复杂几何系统内的粒子输运问题，具有真实模拟粒子轨迹的特点，具有非常强大的几何处理能力，但其不能直接进行燃耗计算。为此，文章利用MCNP的多群计算功能和WIMS栅元程序耦合，实现了燃耗计算，并利用此方法计算了I型堆的燃耗。该程序的主要思路是:首先将能量分群，把对连续能量的中子跟踪问题转变为对能群的中子跟踪问题;然后，参考积分输运理论，用栅元程序WIMS对堆芯中的基本栅元进行均匀化处理，并求出考虑非均匀效应后的均匀化群常数;最后，应用栅元程序WIMS进行栅元燃耗计算，求出栅元群常数与燃耗的关系，提供给MCNP进行计算，完成堆芯的燃耗计算。

2 临界－燃耗耦合程序的研制

2.1 多群临界计算

MCNP程序多群功能求解多群中子输运方程[1]形式为:

式(1)中χg为g群中子裂变向量谱。通过求解此方程，即可求得系统的有效增值系数keff。

2.2 燃耗计算

计算燃耗时，首先用WIMS程序计算出每根燃料棒、不同燃耗值对应的宏观中子截面(截面考虑了共振自屏、互屏及温度效应)，然后由接口程序完成截面的转化，生成MCNP用的多群截面。计算流程如图1所示。

耦合程序计算燃耗的基本过程如下:a.在keff及中子通量密度收敛后，利用该中子通量密度计……