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MCNP是由美国洛斯阿拉莫斯国家实验室开发的通用蒙特卡罗粒子输运计算程序,在反应堆装置的中子学分析领域有广泛的应用。堆芯组件是裂变堆装置的核心部件,因堆芯组件栅元数众多,且含有大量重复结构特征,使得手工建立其MCNP中子学计算模型耗时、耗力且易出错。然而,目前仍未发现支持裂变堆芯组件的有效自动建模工具。
本文通过对裂变堆芯组件建模特点及需求的分析,发展了一套基于阵列技术的裂变堆芯组件中子学自动建模方法和基于计算机辅助设计(CAD:ComputerAidedDesign)技术的裂变堆芯组件MCNP计算模型可视化方法,并在此基础上开发了裂变堆芯组件中子学自动建模与可视化原型系统。该系统可以快速建立常见裂变堆芯组件的CAD几何模型,并在此基础上自动将该CAD模型转换为可适用于中子学分析的MCNP计算模型,同时对于得到的MCNP计算模型可进行可视化迭代设计。
原型系统通过了以中国铅基合金冷却原理验证实验反应堆CLEAR-I初步物理方案模型为代表的例题测试,测试结果表明了本文方法的正确性及系统的有效性。本文工作实现了基于裂变堆芯组件CAD几何建模的MCNP中子学计算自动建模,提高了裂变堆芯组件中子学计算建模的质量和效率,对于裂变堆的中子学计算分析研究具有较好的实际应用价值和意义。