[发明专利]一种反应堆设计方法

摘要

本发明一种反应堆设计方法，包括首先测得缓发中子产额并写入数据库中，然后计算出缓发中子有效份额和中子代时间，再计算反应堆的动态特性，直到符合设计标准等步骤。本发明不受反应堆堆型、堆芯材料等的限制，可以广泛应用在各种类型的反应堆上，不需要修改蒙卡源程序，具有良好的可实现性。

主权项

一种反应堆设计方法，其特征在于：1】根据已有基准反应堆测量裂变核素的缓发中子产额，并写入数据库中，具体如下：1.1】在已有基准反应堆中，使用探测器测量缓发中子先驱核的半衰期、中子谱和缓发中子的产额；1.2】将测得的缓发中子产额、缓发中子谱、半衰期按一定格式记入数据库中；2】计算缓发中子有效份额βeff，具体如下：2.1】将数据库中的裂变核素的缓发中子产额修改为测量值的（1+a）倍形成新的数据库，使用新的数据库计算出对应的反应堆有效增殖因子k(a)，并计算出采用原始数据库的反应堆有效增殖因子k(0)；2.2】根据泰勒展开，采用数值微分方法，由k(a)的值计算出有效增殖因子k(a)在0点处的导数k'(0)：k′(0)=(k(a)‑k(‑a))/2a；2.3】根据k(0)和k'(0)，利用微扰公式计算出缓发中子有效份额βeff： β eff = 1 k ( 0 ) k ′ ( 0 ) ; 3】计算中子代时间Λ，具体如下；3.1】使用蒙卡程序，计算出仅考虑瞬发中子的反应堆有效增殖因子kp，由公式ρp=（1‑1/kp）计算出反应性ρp；3.2】采用标准源，使用蒙卡程序记录反应堆中子通量密度随时间变化曲线，并以指数公式拟合曲线，得到α值，所述指数公式为φ(t)=φoexp(αt)，式 中的φo和φ(t)分别是开始拟合时刻和t时刻的中子通量密度；3.3】由计算公式Λ＝ρP/α计算出中子代时间Λ；4】由计算出的参数βeff和Λ，结合动态分析模型，计算反应堆重要参数包括功率和最高温度随时间的变化，并由计算结果判断反应堆是否符合设计标准；如果反应堆不符合设计标准，则通过调整堆芯水铀比、堆芯体积、反射层材料和厚度来调整βeff和Λ，重复步骤2和3，直至根据βeff和Λ值计算出的重要参数符合反应堆的设计标准。