基于确定论方法的液态燃料熔盐堆燃料管理程序开发及验证
2021-04-20虞凯程程懋松戴志敏
虞凯程 程懋松 戴志敏
1(中国科学院上海应用物理研究所 上海 201800)
2(中国科学院大学 北京 100049)
熔盐堆是6 种第四代先进核能系统之一,以熔融盐作为燃料或冷却剂,裂变核素或增殖核素溶解于高温熔盐[1]。燃料的流动特性使得熔盐堆可以进行在线添料和处理操作:提取233Pa 在堆外衰变,提高233U的产量;同时去除部分裂变产物,提高中子经济性[2]。
反应堆燃料管理程序主要由中子输运计算程序和点燃耗程序耦合实现。根据中子输运计算程序的不同分为确定论燃耗程序和蒙特卡罗燃耗程序。由于液态燃料熔盐堆的特殊性,一般固态堆燃料管理程序无法满足熔盐堆燃料循环计算需求,目前国内外针对熔盐堆燃耗计算开发的蒙特卡罗燃耗程序主要有:耦合蒙特卡罗程序(Monte Carlo N Particle Transport Code,MCNP)和材料演化代码REM 开发的燃耗程序(Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie,LPSC)[3]、基于SERPENT2 以及其内部燃耗模块开发的燃耗程序(Politecnico di Milano,POLIMI)[4]、基于OpenMC开发的燃耗程序(南京航空航天大学)[5]、基于 SCALE 程序包的 ChemTriton(Oak Ridge National Laboratory,ORNL)[6]和 MSRRRS(中国科学院上海应用物理研究所)[7];确定论燃耗程序主要有:基于快堆中子学程序ERANOS的快堆燃耗程序 EQL3D(POLIMI)[8−9]、基于任意三棱柱几何解析函数展开法的熔盐堆燃耗管理程序MOREL(西安交通大学)[10]、基于节块法程序DIF3D的 FAMOS(西安交通大学)[11]。
蒙特卡罗中子学程序应用于燃耗计算时,需要进行大量计算保证堆芯通量分布以及功率分布计算精度,计算效率较低。确定论程序由于其较快的计算速度和较好的计算精度,与燃耗计算耦合时能提高计算效率。本文在……
