张旻婉，刘宙宇†，温兴坚，吉文浩

(1.西安交通大学 核科学与技术学院，西安710049；2.中国核动力研究设计院 核反应堆系统设计技术重点实验室，成都610213)

核能作为一种清洁能源，受到了人们极大的关注。随着全球电力需求的日益增长和环境保护要求的日益提高，人们对核能的经济性和安全性的要求也越来越高。对反应堆堆芯进行高分辨率模拟，从而更真实地预测反应堆的堆芯行为，这对堆芯设计和安全分析都具有重要意义。借助高性能计算机资源，国际上发展了高保真多物理耦合计算方法。例如，美国能源部于2010年设立了轻水反应堆先进建模和仿真联盟项目(consortium for advanced simulation of LWRs, CASL)，目的是研究解决运行功率提升、堆芯寿期延长和卸料燃耗提高带来的挑战性问题，该项目创立了可对压水堆正常运行工况分析模拟的数值反应堆高保真多物理耦合计算平台(virtual environment for reactor application，VERA)[1]。

在数值反应堆高保真多物理耦合计算中，高保真的中子学计算是基础和关键。高保真的中子学计算程序从数据库出发，直接对全堆问题进行共振与输运计算，强调模型的精细化和真实性，极大地提升了计算精度。目前，国内外可进行高保真计算的程序主要分为2类：一类是以Serpent，MC21，JMCT，RMC，SuperMC为代表的蒙特卡罗程序，另一类是以nTRACER，DeCART，MPACT为代表的确定论程序。

VERA基准题是基于Watts Bar大型压水堆建立的堆芯中子学基准题，涵盖了从2维单栅元到3维全堆芯的燃耗及换料计算10个基准问题。VERA 9#基准题是全堆芯首循环整个寿期内的模拟计算基准问题，对其计算时要求程序具备对整个寿期内运行历史的模拟能力，并考虑功率水平及流量的变化，能够准确模拟燃料燃耗及同位素衰减。……