贺清明，曹良志，吴宏春，郑友琦

(西安交通大学 能源与动力工程学院，陕西 西安 710049)

连续能量的蒙特卡罗方法一般采用3种不同的模型[1]处理中子与靶核的弹性碰撞：在高能区，靶核的热运动被忽略，采用靶核静止模型；在超热区，考虑靶核的热效应，采用自由气体模型；在热能区，如果数据库中存在相应的信息，则采用散射概率表方法处理热效应和化学键效应，否则采用自由气体模型。传统的自由气体模型做出了两点重要假设：1) 靶核是自由的，且靶核速度分布符合麦克斯韦分布；2) 绝对零度下核素的微观弹性散射截面是常数[2]。关于第2条假设，对于如H之类的轻核，由于其微观弹性散射截面不存在共振效应，因此假设是适用的；而对于如238U之类的重核，由于共振效应的存在，这条假设不再适用。有文献指出，忽略重核的共振弹性散射会带来较大的误差：对于不同的堆型，传统模型会高估无限介质增殖因数(k∞)50～600 pcm[3-4]，高估燃料温度系数8%～15%[5-6]。由于燃料温度系数对于瞬态分析具有十分重要的意义，因此改进蒙特卡罗方法中自由气体模型的抽样方法已成为研究的热点。

本文采用多普勒展宽舍弃修正方法，通过修改蒙特卡罗程序MCNP[1]的自由气体模型引入精确的弹性散射核，以同时考虑靶核的热运动和共振弹性散射。利用修改的蒙特卡罗程序，分析共振弹性散射的影响，并与国际上同类研究的结果进行对比。

1 多普勒展宽舍弃修正

微观弹性散射反应率为：