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[发明专利]一种具有固有安全性的铅铋冷却反应堆堆芯结构-CN202310591945.4在审
发明人： 郑友琦;王夏雨;吴宏春;曹良志 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2023-05-24 - 公布日： 2023-08-18 - 主分类号： G21C3/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种具有固有安全性的铅铋冷却反应堆堆芯结构，该堆芯结构由燃料区、控制组件和堆容器组成；燃料区由燃料单元按正六边形栅阵离散布置而成；每个燃料单元由外部铍反射体和内部碳化硅基体组成；反射体嵌套在基体外，在电磁装置作用下与基体相结合；基体内开设有交错布置的燃料孔道和冷却剂通道；燃料棒采用二氧化铀燃料和MoNbZr合金包壳，布置在燃料孔道内；液态铅铋通过基体上独立并联的冷却剂通道导出堆芯热量；控制组件布置在燃料单元外、堆容器内的空腔内；本发明提出了离散布置的堆芯方案，具有显著的固有安全性。
一种具有固有安全性冷却反应堆堆结构

[发明专利]硼中子俘获治疗中剂量快速计算方法-CN202310539046.X在审
发明人：王永平;黄显颖;郑友琦;吴宏春 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2023-05-12 - 公布日： 2023-08-08 - 主分类号： A61N5/10 文献下载
摘要：本发明公开了硼中子俘获治疗中剂量快速计算方法，首先制作一套适用于人体、基于确定论方法的核数据库，然后根据人体模型参数以及治疗计划设计参数建立出相应模型，最后使用高效率的确定论程序对建立的模型进行中子‑光子输运计算，得到剂量分布结果，从而实现对硼中子俘获治疗中剂量快速计算。
中子俘获治疗剂量快速计算方法

[发明专利]一种针对瞬态固定源的射线效应消除方法-CN202310029788.8在审
发明人：王永平;贾一楠;郑友琦;吴宏春;曹良志 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2023-01-09 - 公布日： 2023-05-02 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种针对瞬态固定源的射线效应消除方法，首先对瞬态固定源方程进行离散；根据离散后的瞬态固定源方程推导出碰撞项和未碰撞项的输运方程；通过对未碰撞项的输运方程进行求解，得到各能群的第n+1个时间步的中子或光子的未碰撞通量,这一步的意义在于把孤立的瞬态固定源打散到计算模型的每个网格上，消除了会产生射线效应的孤立瞬态固定源，从而消除了射线效应；最后，将各能群的第n+1个时间步的中子或光子的未碰撞通量带入碰撞项输运方程，并结合瞬态固定源方程进行输运迭代求解，从而可以得到每个时间步在空间中均匀分布的中子或光子通量，很好的消除了瞬态固定源求解过程中出现的射线效应对求解过程的影响，提高了输运计算的精度。
一种针对瞬态固定射线效应消除方法

[发明专利]一体化移动式气冷微型动力反应堆堆芯-CN202210937620.2有效
发明人：吴宏春;雷铠灰;郑友琦;曹良志 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2022-08-05 - 公布日： 2023-05-02 - 主分类号： G21C1/12 文献下载
摘要：一种一体化移动式气冷微型动力反应堆堆芯，堆芯由燃料区、控制转鼓、紧急停堆安全装置、径向反射层和轴向反射层组成；燃料区由氧化铍基体燃料组件和氢化钇基体燃料组件按正六边形栅阵分圈分区紧密排列而成，其内部不同尺寸的流道和柱状燃料区根据堆芯寿期和换热要求呈交错分区式布置，柱状燃料区均采用基于碳化铀的事故容错型球状TRISO颗粒燃料；控制转鼓由弧状吸收体和控制转鼓基体组成，布置于径向反射层中并紧挨燃料区最外层组件；紧急停堆安全装置由紧急停堆板和停堆板滑槽组成并嵌于堆芯燃料区与径向反射层连接处；本发明提出的堆芯设计方案具有结构紧凑、安全性高、便于运输的特点，可用于大功率武器、偏远基地、灾区救援等多场景供电。
一体化移动式气冷微型动力反应堆堆

[发明专利]一种应用于二维复杂几何组件少群截面计算的加速方法-CN202211667979.9在审
发明人：杜夏楠;杨懿宸;卫临方;郑友琦;王永平 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2022-12-23 - 公布日： 2023-04-04 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：一种应用于二维复杂几何组件少群截面计算的加速方法，在进行二维几何组件少群截面计算时，对所有核素进行1968群共振计算，从而得到1968群的微观截面，然后将二维组件计算中每个区域单独进行中子输运方程的求解，从而获得每个区域1968群的中子通量分布，随后针对每个区域，将得到的1986群微观截面进行能群归并得到81群的截面，随后进行二维81群的中子输运方程的求解获得精确的能谱，最终进行区域与能群的归并得到堆芯用的少群截面。这样做的目的是减少输运计算时候的能群数目，从而使得二维输运计算时间大幅减少，在保证不损失精度的前提下，极大的缩短二维少群截面计算时的计算时间，提升二维复杂几何组件截面计算的整体计算效率。
一种应用于二维复杂几何组件截面计算加速方法

[发明专利]一种应用于先进核反应堆的控制棒燃耗评估方法-CN202211599618.5在审
发明人：杜夏楠;李爱鑫;范浩宇;郑友琦;吴宏春;王永平 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2022-12-12 - 公布日： 2023-03-31 - 主分类号： G16C60/00 文献下载
摘要：一种应用于先进核反应堆的控制棒燃耗评估方法，首先将堆芯内控制棒分为精细燃耗评估棒组以及直接燃耗评估棒组，随后进行堆芯寿期的燃耗计算分析。在每一个燃耗步中，根据稳态中子输运计算的结果，获得控制棒组件各节块的平均中子通量密度。接下来，对于直接燃耗评估棒组，仅对各节块的平均中子通量密度进行累加，计算获得总中子通量。对于精细燃耗评估棒组，在获得平均中子通量密度后，随即求解吸收体10B的燃耗方程，并将计算得出的控制棒10B核子密度反馈到下一燃耗步的中子输运计算中。当全部燃耗步的计算结束后，针对直接燃耗评估棒组，利用寿期内总中子通量计算10B的燃耗方程，以此获得该组控制棒进行燃耗后的材料成分。
一种应用于先进核反应堆控制棒燃耗评估方法

[发明专利]一种适用于无源启动的紧凑型空间堆堆芯结构-CN202110627404.3有效
发明人： 郑友琦;李梁喆;贾晓茜;王永平;曹良志;吴宏春 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-06-04 - 公布日： 2023-03-10 - 主分类号： G21C5/12 文献下载
摘要：本发明公开了一种适用于无源启动的紧凑型空间反应堆堆芯结构，该堆芯结构由燃料区和外部结构组成；燃料区由燃料棒、控制棒和冷却剂组成；燃料区分为内外两区，内区燃料弥散有一定质量分数的中子毒物用来展平径向功率分布；燃料棒采用高浓二氧化铀燃料和耐高温钼合金包壳；外部结构由交替布置的径向反射层和冷却剂通道以及源量程探测器组成，其中径向反射层一方面用来反射堆芯泄漏的中子，另一方面用于反应堆启动时与宇宙空间中的质子或α粒子作用产生中子，从而提高初始中子注量水平；源量程探测器选用灵敏型3He正比计数管，4个源量程探测器沿径向90°对称布置在金属铍内侧。整体而言，该型空间反应堆堆芯具有结构紧凑、便于监测的特点。
一种适用于无源启动紧凑型空间堆堆结构

[发明专利]一种应用于共振计算中的能群并行方法-CN202210062560.4有效
发明人：杜夏楠;杨懿宸;郑友琦;吴宏春;王永平 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2022-01-19 - 公布日： 2022-12-27 - 主分类号： G06F9/50 文献下载
摘要：一种应用于共振计算中的能群并行方法，在进行共振计算时，由于采用的是MOC方法求解两个固定源方程，因此在求解过程中的固定源迭代次数是与总截面Σt以及源项S存在关系。那么在进行共振计算之前得到各个能群各个区域的总截面Σt后，首先以各个区域的平均弦长为权重进行求和得到再以为权重对能群进行划分，这样做的目的是使得每个CPU的负载平衡，从而达到较高的并行效率。这种并行策略是平衡负载、提升并行效率的关键，能够极大的缩短每个核素共振计算的时间，从而提升复杂几何截面计算的整体计算效率。
一种应用于共振计算中的并行方法

[发明专利]一种获取不可分辨共振区高精度总反应截面的方法-CN202111146306.4有效
发明人： 郑友琦;卫临方;杜夏楠;王永平;吴宏春 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-09-28 - 公布日： 2022-12-09 - 主分类号： G06F17/13 文献下载
摘要：一种获取不可分辨共振区高精度总反应截面的方法，首先预制235U、238U在若干背景截面下的不可分辨共振积分表，将核素的不可分辨共振区总反应截面分成两部分，即光滑部分和共振部分；其后确定核素的背景截面所对应预制共振积分表中的背景截面区间，计算区间端点处的自屏因子；接着利用自屏因子仅对于总反应截面的共振部分进行自屏计算，并与光滑部分求和获得背景截面在区间端点处对应的有效总反应截面；最后插值获得该核素的不可分辨共振区有效总反应截面。本发明方法是获得不可分辨共振区高精度有效总反应截面的关键，能够保证堆芯多普勒反应性参数的计算精度、保证堆芯安全分析的精度水平，为第四代快谱反应堆的中子学计算及核设计任务提供可靠的支撑。
一种获取不可分辨共振高精度反应截面方法

[发明专利]一种含气泡介质的中子输运计算方法-CN202211046384.1有效
发明人：王永平;郑友琦;杜夏楠;吴宏春;曹良志 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2022-08-30 - 公布日： 2022-12-09 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种含气泡介质的中子输运计算方法，首先分别计算核反应堆活性区内各个网格中气泡区域和非气泡区域的宏观中子反应截面；根据各网格内气泡尺寸，计算气泡区域和非气泡区域间的中子碰撞概率；利用中子碰撞概率计算网格内气泡区域和非气泡区域的中子通量密度；最后，通过通量‑体积权重对网格中气泡区域和非气泡区域的宏观中子反应截面加权平均获得网格的均匀化宏观中子反应截面，从而考虑了气泡区域和非气泡区域的通量分布的区别，提供了准确的均匀化中子反应截面，提高了后续中子输运计算的精度。
一种气泡介质中子输运计算方法

[发明专利]一种快堆的多参数核数据调整方法-CN202211226402.4在审
发明人：王永平;乔梁;郑友琦;杜夏楠;吴宏春;曹良志 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2022-10-09 - 公布日： 2022-11-25 - 主分类号： G06F17/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种快堆的多参数核数据调整方法，首先针对已有零功率实验装置的多个临界测量实验、控制棒价值测量实验以及空泡反应性测量实验，计算所有实验各自的χ系数和IS因子，并以某一实验为基准实验，计算所有实验与基准实验的相似性系数，根据相似性系数、χ系数和IS因子对应的筛选准则选取能用于核数据调整的实验,其次利用被筛选出来的实验的测量结果，包括有效中子增殖因子、控制棒价值和空泡反应性，基于贝叶斯定理对核数据进行调整，最后利用三个判断准则对调整后的核数据进行筛选，对不合理的核数据进行舍弃或者限制范围，最终获得调整后的核数据。获得更加精确的核数据，从而提高快堆的堆芯物理计算精度与置信度。
一种参数数据调整方法

[发明专利]一种应用于屏蔽计算曲面衔接中的SN-CN202211186568.8在审
发明人：王永平;张运升;郑友琦;杜夏楠;吴宏春;曹良志 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2022-09-28 - 公布日： 2022-11-18 - 主分类号： G06F30/25 文献下载
摘要：一种应用于屏蔽计算曲面衔接中的SN‑MC耦合计算方法，在反应堆屏蔽计算中，某些复杂几何区域的形状为球面或椭球面，一般SN方法的计算网格无法准确描述这类耦合面，需要采用相交网格映射的方式近似求解。以球面为例，在SN完成比面源区域略大部分的输运计算后，根据SN计算划分的z方向网格将球面分为多层的圆形环带，计算环带投影与SN网格面的交点，利用交点坐标和环带所在高度求得曲面某位置的法向量，同时将交点所在SN网格中心点的角注量率视为环带映射区域的出射角注量率。利用角注量率可以求得粒子类型、面源、能群、曲面分层、网格、方向上的出射流，再将出射流转化为累积分布函数，作为MC程序的源项输入，进行曲面之外区域的续算。
一种应用于屏蔽计算曲面衔接中的 base sub

[发明专利]用于移动式微型核反应堆的可组装轻量化复合中子反射层-CN202210939149.0在审
发明人：吴宏春;雷铠灰;郑友琦;曹良志 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2022-08-05 - 公布日： 2022-11-01 - 主分类号： G21C11/06 文献下载
摘要：一种用于移动式微型核反应堆的可组装轻量化复合中子反射层，反射层由反射层主体和反射层箱体组成；反射层主体由内向外依次由反射层主层和反射层次层组成并布置于反射层箱体中，其中反射层主层由金属铍反射层主层反射棒呈正三角形栅阵紧密交错排列于氧化铍反射层主层基体构成，反射层次层由金属铍粉末均匀弥散于全芳族聚苯并咪唑反射层次层基体构成；反射层箱体由真空或充满惰性气体的内部空间、反射层箱壁和表面开有的冷却剂流孔以及限位孔组成，使用多个相同的反射层箱体可组装成一个完整的中子反射层；本发明反射层具有质量轻、体积小、制造和安装方便的特点，可有效提升移动式微型核反应堆的机动性和降低其运输成本。
用于移动式微型核反应堆组装量化复合中子反射层

[发明专利]一种用于静态转换的紧凑型热管堆堆芯结构-CN202110558498.3有效
发明人： 郑友琦;陶昱姗;杜夏楠;吴宏春;王永平 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-05-21 - 公布日： 2022-10-28 - 主分类号： G21C3/20 文献下载
摘要：一种用于静态转换的紧凑型热管堆堆芯结构，堆芯由燃料区、保温层、固定式反射层、滑动反射层、安全棒、内壳体、应急余热排出通道以及外壳体组成；燃料区由基体、上轴向反射层、下轴向反射层及布置在其中的热管和燃料棒组成，热管采用方形栅阵排布，燃料棒绕热管呈四周环绕型布置；内壳体材料为不锈钢，外壳体由内外两层材料组成，内层材料为不锈钢，外层材料为碳化硼；本发明提出的堆芯设计方案用于静态转换系统中，具有无机械噪声、结构紧凑、安全性高、便于运输的特点，可用于深空深海探测、移动式电源、偏远地区的供电供热等领域。
一种用于静态转换紧凑型热管堆堆结构

[发明专利]一种低铀装量的轻量化热管堆堆芯结构-CN202110559949.5有效
发明人： 郑友琦;陶昱姗;杜夏楠;吴宏春;王永平 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-05-21 - 公布日： 2022-10-25 - 主分类号： G21C5/12 文献下载
摘要：一种低铀装量的轻量化热管堆堆芯结构，堆芯由燃料区、保温层、固定式反射层、滑动反射层、安全棒、内壳体、应急余热排出通道以及外壳体组成；燃料区由基体、上轴向反射层、下轴向反射层及布置在其中的热管、燃料棒和慢化棒组成；其中，燃料棒和慢化棒围绕热管呈方形栅阵排布；燃料棒采用低浓UN燃料芯块和钼包壳，慢化棒采用氢化钇慢化棒芯和钼管壁，基体采用碳化硅材料，上轴向反射层和下轴向反射层采用氧化铍材料；该结构采用了多种轻质量的慢化材料，能有效软化热管堆的能谱，减少堆芯中铀燃料的装载和堆芯重量，提高热管堆的经济性。
一种低铀装量量化热管堆堆结构

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