基于输运燃耗耦合程序MCORGS对混合能源燃耗的计算研究

蓝李霞+睢润庆+龙凤琼

（西华大学）

摘 要：文章旨在实现输运燃耗耦合程序MCORGS对混合能源人燃耗的计算，进而结合聚变-裂变混合能源堆的天然轴作为燃料，生产电力，在结合输送燃耗耦合程序MCORGS的时候，分析混合能源堆的燃耗，进而确定能源放大倍数和有效增值因数这些物理量伴随着时间的变化。关于能谱以及核素的分析，核燃料增殖以及混合能源堆有着不同的特点，本文的研究结果不仅仅有助于混合堆中子运输和燃料分析程序校验的相关标准，同时有助于混合堆概念的研究。

关键词：输送燃耗耦合程序MCORGS；混合能源燃耗；计算

21世纪的今天，燃耗计算主要是结合反应堆内核素成分的变化，进而做好核燃料的管理。关于压水堆染料的管理促进均匀化的组件，结合参数计算程序的计算分析，并做好燃料组件的非常规则计算。尤其是混合能源燃耗的计算，需要结合不同的反应性限制因素，尽可能的结合混合堆中子学概念进行设计分析，应用MCORGS模型的燃耗分析，确定能量放大背书和中子有效增殖因数。对于如何做好基于输运燃耗耦合程序MCORGS对混合能源燃耗的计算，始终是人们高度重视的一个焦点，本文对此作了深入的研究。

一、混合堆和燃耗计算程序

早期的美国鲍威尔首次提出聚变-裂变混合堆的相关建议，在明确混合堆-裂变堆共生系统的同时，明确了抑制裂变的增殖堆概念。基于聚变源的发展，需要分析世界能源的多方面需求分析，并做好聚变-裂变混合堆的深入研究，结合球谐方法的深入研究，并做好燃耗的有效性计算和应用。我国关于混合堆的研究，通过分析增殖核燃料的研究，进而逐步的提升资源利用率[1]。设计中子学的同时，结合抑制裂变的中子谱进行深入的设计。混合堆的能源分析过程，确定混合堆的嬗变堆研究，并确定中子输送燃耗耦合计算过程，同时也要结合矩阵指数的方法求解和分析。

二、计算模型

混合能源堆中子学的概念设计，融合HR-Model-001计算模型，确定模型的材料以及尺寸，并做好裂变气体产物的分析，逐步的延长换料的时间，关于合金密度的确定，确定为理论性的密度。基于混合堆包层各区材料尺寸的确定，如表1所示。混合堆包层材料和尺寸的确定，主要是在第一壁、燃料区、氚增殖区以及屏蔽区的计算，不同的材料存在不同的厚度和密度。

三、计算结果

应用MCORGS计算的过程，混合堆燃耗的计算，主要是做好开发MCORGS验证和分析，并结合核参数库进行有效性的验证和分析。关于燃料区的水密度计算过程，燃料区水都大小在0.6g/cm3的时候，主要是结合一定的时间增长和分析，尽可能的确定水密度的大小值，同時一旦TBR相对较大，M的取值较小，伴随着时间的增长逐渐加快[2]。一旦水密度的大小是0.2g/cm3的时候，M相对较大，TBR相对较小，伴随着时间的变化处于先增长的状态，随后逐渐处于下降的状态。关于水密度为0.6g/cm3的时候，包层中子能谱，如图1所示。

燃耗增加的过程，使得裂变产物处于不断积累的过程，同时也使得燃耗能谱处于变硬的状态。基于重要核素产生的消耗分析，结合宏观的截面分析，进而确定MCNP计算的核素情况，一旦核素数目逐渐增加，燃耗加深。关于第一层燃料区的核子数的变化分析过程，主要是结合热中子吸收截面的情况，确定一定的半衰期，同时也要促进包层的平衡状态。关于包层中子流强度的确定，就要结合能谱的状况，并结合时间的变化进行有效性的调整[3]。因此，能谱以及核素的分析，核燃料增殖以及混合能源堆有着不同的特点，本文的研究结果不仅仅有助于混合堆中子运输和燃料分析程序校验的相关标准，同时有助于混合堆概念的研究。

结语：

总而言之，基于输运燃耗耦合程序MCORGS程序的有效性计算过程，主要是结合混合能源堆的一维模型进行分析，进而确定混合能源堆的能谱特点，结合具体的设计思想，伴随着时间的变化确定主要的核素变化，进而做好混合堆的设计，提供一定的参考依据。

参考文献

[1]李茂生，师学明，伊炜伟等.聚变-裂变混合能源堆一维计算模型燃耗分析[J].原子能科学技术，2012，46（12）：1440-1445.

[2]杨俊云，师学明，应阳君等.激光惯性约束聚变裂变混合能源包层中子学数值模拟[J].原子能科学技术，2015，08（11）：1961-1965.

[3]师学明，彭先觉.铀-水体积比对混合能源堆中子学性能的影响[J].核动力工程，2012，33（4）：139-142.