快能谱反应堆多群核数据的调整与精度评估方法研究

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快能谱反应堆物理计算的物理模型日趋精细及数值方法日趋精确,核数据固有的不确定性成为计算中最重要的不确定性来源。高精度数值模拟计算结果有助于减少反应堆设计的安全裕量,利于平衡反应堆的经济性与安全性。因此,提高核数据的准确度有重要意义。利用已有的积分实验信息调整核数据,可达到提高计算结果精度的目的。依据设计目标精度,给出核数据的不确定性水平的定量要求,可指导核数据的改善。为此本文针对核数据调整方法与目标精度评估问题进行研究。首先,基于核数据调整理论,开发了核数据调整程序GLAD。通过多群核数据调整基准题的计算,验证了 GLAD程序的可靠性。当积分参数的实验测量值与计算值存在未评估的系统误差时,使用该积分实验数据调整的核数据会出现虚假变化,为此提出了去系统误差的核数据调整方法。结果表明,积分参数的系统误差对核数据调整影响较大,去系统误差的核数据调整可避免核数据的不合理变化。其次,研究了目标精度评估方法,结合差分进化算法突出的优化性能与可行性法则处理约束条件的普适性,给出了一种新的目标精度评估问题求解方法,并在GLAD程序中编制了求解器。为分析核数据间的相关性对目标精度评估问题的影响,开展了钠冷快堆JAEA-FBR的有效增殖因子精度评估问题的研究,结果表明,核数据间的相关性对目标精度评估问题的影响较大,为保证评估结果的有效性,需在目标精度评估模型中考虑核数据间的相关性;在目标精度评估模型中加入积分基准实验信息,可避免评估的核数据相对标准偏差过低,有助于减轻优化核数据实验测量技术的压力。最后,分析了不同反应堆及其堆芯物理参数同时参与的目标精度评估问题时,对核数据不确定性水平的定量要求,并分析了代价因子对目标精度评估问题的影响。计算结果表明,设定的核数据代价因子越大,对该核数据不确定性水平要求越低,而对其它核数据的不确定性水平要求越高,从而达到目标精度要求。因此,应合理地设定表征核数据不确定性改善难易程度的代价因子。综上所述,本文建立的核数据调整模型和目标精度评估模型以及开发的程序,可改善核数据及提高目标精度,并为核数据实验测量技术的优化方向提供了重要依据。
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