本文使用的格林函数节块法瞬态程序NGFM-C是在第二类边界条件下且带有控制棒尖齿效应修正模块,研究瞬态计算情况下时间离散格式的改进,更准确、快速求解中子时空动力学方程,有助于模拟反应堆内中子随时间变化剧烈的问题(如弹棒、落棒等),提供较精确的三维功率分布,真实的模拟堆芯内部过程。原程序瞬态计算不包含毒物计算模块,本文将毒物浓度计算模块与中子截面计算相耦合,改进后的程序瞬态计算更加完善。原程序NGFM-C瞬态计算的时间离散方法为隐式差分法,精度为1阶,比较耗时,甚至出现模拟弹棒事故计算结果振荡、偏离真值的问题。为提高计算精度、效率及稳定性,采用更高阶的时间离散格式对角隐式龙格库塔法(DIRK),所采用的DIRK方法的数学原理、流程与隐式差分方法有共通之处,能够比较容易在原瞬态程序NGFM-C程序中实现。首先用三维瞬态基准题对DIRK/NGFM-C瞬态计算程序进行验证,证明了DIRK方法在程序运行中的正确、可行性。然后,选取了不同阶数强S稳定的DIRK格式对三维瞬态基准题的计算结果进行比较,选择精度高,效率好的离散格式,用于计算更复杂、耗时的堆芯反应性引入事故等问题。应用编写的2S DIRK/NGFM-C程序成功计算分析了秦山二期堆芯弹棒、落棒过程中堆芯功率随时间变化的规律,并与参考值进行了比较,为堆芯控制及安全提供依据。验证了所开发程序在处理大型堆芯瞬态计算问题中的功能,即在相同精度水平下,计算时间更短。在已开发的2S DIRK/NGFM-C瞬态求解程序中添加毒物(主要是氙,钐等)浓度计算模块,建立了动态的数学模型。以秦山二期核电站堆芯为例,模拟反应堆停堆等过程中毒物随时间变化情况,还计算得到堆芯内平衡氙、钐情况下的毒物分布,并与CASM04E/SIMULATE3中的计算值进行了比较,对毒物模型的可靠性、合理性进行分析验证。