潘昕怿　　兰　兵　　张春明　　靖剑平　　攸国顺（环境保护部核与辐射安全中心　　北京　100082）



多群核数据不确定性对堆芯物理计算的影响

潘昕怿兰兵张春明靖剑平攸国顺
（环境保护部核与辐射安全中心北京100082）

摘要核数据不确定性是造成反应堆物理计算结果不确定性的重要因素之一。基于所需抽样核数据的协方差矩阵开发了随机抽样模块（StochasticSampling，SAMP），在此基础上利用SCALE（StandardizedComputerAnalyses forLicensingEvaluation）软件包实现了混合法和随机抽样法两种不确定性分析方法，以研究多群核数据不确定性对堆芯物理计算的影响。以3×3假想堆芯为对象，对两种方法进行了验证，然后应用于国际原子能机构（InternationalAtomicEnergyAgency，IAEA）燃料管理基准题中的Almaraz核电厂首循环堆芯。分析结果表明，两种方法结果符合良好，Almaraz核电厂堆芯keff不确定性约为0.5%，堆芯径向和轴向功率的最大不确定性分别为1.9%和0.45%。

关键词多群核数据，不确定性，SCALE，随机抽样，协方差矩阵

国家科技重大专项（No.2013ZX06002001）资助

第一作者：潘昕怿，男，1983年出生，2010年毕业于清华大学，主要从事反应堆物理和核安全研究

SupportedbyNationalScienceandTechnologyMajorProject（No.2013ZX06002001）

Firstauthor:PANXinyi，male，bornin1983，graduatedfromTsinghuaUniversityin2010，engagedintheresearchofreactorphysicsandsafety Correspondingauthor:YOUGuoshun，E-mail:youguoshun@chinansc.cn

Influence of multigroup nuclear data uncertainties on the reactor core physics calculation

PANXinyiLANBingZHANGChunmingJINGJianpingYOUGuoshun
（Nuclear and Radiation Safety Center， Ministry of Environmental Protection， Beijing 100082， China）

Abstract Background:Theuncertaintyofnucleardataisoneofthekeyfactorsresultingintheuncertaintyof reactorphysicscalculation.Purpose:Theinfluenceofmultigroupnucleardatauncertaintiesonthereactorcore physicscalculationwasstudiedinthispaper.Methods:ThestochasticsamplingmodularSAMPbasedoncovariance matrixofnucleardatawasdeveloped，andthehybridmethodandstochasticsamplingmethodwererealizedusing SCALE（StandardizedComputerAnalysesforLicensingEvaluation）softwarepackage.Thetwomethodswere validatedusing3×3hypotheticalcoreandthenappliedtothefirstcycleofAlmarazpressurized-waterreactor（PWR）intheIAEA（InternationalAtomicEnergyAgency）fuelmanagementbenchmark.Results:Resultsofthetwo methodsareingoodagreement.Theuncertaintyofcoreeffectivemultiplicationfactorisabout0.5%，andthe maximumuncertaintiesoftheradialandaxialpowerareabout1.9%and0.45%respectivelyinAlmarazPWR. Conclusion:Thetwo-stepmethodandstochasticsamplingmethodcanbothbeusedfortheuncertaintyanalysisof reactorcorecalculation.

Key words Multigroupnucleardata，Uncertainty，SCALE，Stochasticsampling，Covariancematrix

利用最佳估算技术进行反应堆设计和安全分析时，为确保足够的安全裕量，必须进行不确定性分析。反应堆物理计算的不确定性主要包括工程不确定性（如燃料制造公差）、计算不确定性（如计算模型简化和核数据等输入参数不确定性）和现象不确定性（如密实化、棒弯曲和氙振荡等效应）[1]。近年来研究表明，核数据的不确定性是影响反应堆物理计算的重要因素之一[2]。

核数据不确定性主要源自其测量过程及评价模型[3]，通常以协方差的形式与评价核数据库同时发布。……