基于ASTEC程序的严重事故产氢关键参数影响研究

严重事故现象非常复杂,对其进行的确定论分析中存在一定的不确定性。本研究基于严重事故系统性分析程序ASTEC,开展了严重事故产氢关键参数研究。首先基于ASTEC程序模型和严重事故产氢现象机理分析,初步确定严重事故产氢关键参数,采用拉丁超立方抽样方法开展关键参数的敏感性分析,并采用多元线性回归方法探讨关键参数与严重事故产氢计算结果的相关性,定量给出了严重事故产氢关键参数对产氢结果的影响情况。结果表明,锆包壳失效前可承受的最大蠕变、包壳破裂时裂缝轴向扩张等参数对严重事故堆内产氢的计算结果影响较小,而锆氧化模型以及锆氧化物、二氧化铀的熔化温度等参数对严重事故堆内产氢有较大的影响。在严重事故分析研究中,应对关键参数进行合理的取值。本研究成果可为严重事故产氢现象研究提供参考。     

DAKOTA法量化AP1000堆芯物理不确定性

应用DAKOTA程序中的超拉丁立方抽样方法开展AP1000堆芯物理关键参数的不确定性量化分析。分析结果表明:AP1000输入参数的不确定性对堆芯关键参数的不确定性影响较小,均未超过设计限值;全参数不确定性分析和敏感参数不确定性分析具有一定的等价性,可通过敏感性参数不确定性分析来获取AP1000堆芯关键参数的不确定性,提高分析计算效率。     

拉丁超立方抽样在非能动系统可靠性分析中的应用与发展

拉丁超立方抽样(Latin Hypercube Sampling,LHS)方法具有较好的空间填充特性和良好的概率性质,广泛应用于计算机仿真领域,以解决复杂系统计算机仿真的巨大运算代价问题和复杂系统的精确替代模型建立问题。本文介绍了LHS方法在非能动系统可靠性分析中的优势,综述了LHS的改进方法、优化方法及样本扩展方法,给出LHS方法在核能领域的应用及存在的问题。最后,指出LHS方法应用于非能动系统可靠性分析中的发展趋势与方向。     

燃耗信任制下燃耗计算对临界计算的偏差及不确定度的研究

为量化燃耗信任制中燃耗计算传递给临界计算的不确定度,本文基于参数统计法对燃耗计算的核素偏差及偏差不确定度展开分析,并以蒙特卡罗(MC)抽样方法计算的k_inf不确定度为基准,比较不同抽样方法对临界计算不确定度的影响。结果表明,核素偏差与偏差不确定度是随样品燃耗变化的分段函数。对于临界计算,拉丁超立方抽样(LHS)方法与MC抽样方法的k_inf不确定度计算结果吻合较好,且LHS方法可考虑参数间的相关性,计算结果更真实,可进一步提升电厂的经济性。     

燃耗信任制下燃耗计算对临界计算的偏差及不确定度的研究

为量化燃耗信任制中燃耗计算传递给临界计算的不确定度,本文基于参数统计法对燃耗计算的核素偏差及偏差不确定度展开分析,并以蒙特卡罗（MC）抽样方法计算的kinf不确定度为基准,比较不同抽样方法对临界计算不确定度的影响。结果表明,核素偏差与偏差不确定度是随样品燃耗变化的分段函数。对于临界计算,拉丁超立方抽样（LHS）方法与MC抽样方法的kinf不确定度计算结果吻合较好,且LHS方法可考虑参数间的相关性,计算结果更真实,可进一步提升电厂的经济性。     

MACCS估算反应堆严重事故后果的不确定度分析

为了考察输入参数对MACCS程序估算结果的影响程度,以某反应堆全厂断电事故为例,用拉丁超立方抽样方法分析了MACCS程序估算严重事故后果的不确定度。由于参数变化的影响,事故导致的早期阶段个人有效剂量结果,在95%置信度下,不确定度因子约为2.9;长期个人有效剂量计算结果,95%置信度下,不确定度因子约为1.7。结果表明:由于参数的不确定性引起结果的不确定度在95%置信度下不超为3。     

设备地震易损性分析方法研究

地震PSA可以找到核电站在地震中的薄弱环节,是评价地震对核电厂影响的一种有效的方法,易损性分析是其中重要的一个步骤.本文介绍了设备地震易损性的概念,给出了地震易损性的数学模型,讨论了设备在地震情况下的失效模式判定问题,重点研究了易损性参数及其量化的两种方法:基于分析的方法和基于测试的方法,最后得出中值易损性、随机性和不确定性分布以及HCLPF(高可信度低失效概率)能力的计算公式.另外,设备地震易损性分析需要使用真实地震经验数据、测试数据和分析数据,这些都需根据特定电厂的需要进行收集和完善.     

安全壳直接加热(DCH)严重事故现象研究

本文以福建福清一期核电厂为目标电厂,利用以双隔间平衡法和拉丁超立方抽样为基础而开发的计算程序,对安全壳直接加热(DCH)的严重事故现象进行了研究。得到了不同事故工况条件下DCH产生的安全壳峰值压力的概率分布曲线。此外,根据计算得到的安全壳脆性曲线,结合DCH计算结果最终得到了不同事故工况下DCH可能造成安全壳失效的概率。同时还对影响DCH后果的主要因素以及相应的严重事故缓解策略进行了研究分析。     

先进压水堆熔融物堆内滞留参数不确定分析研究

压水堆核电厂在严重事故下将发生堆芯熔化事故而形成熔融池。形成熔融池的过程具有很大的不确定性,这影响到反应堆压力容器熔融物堆内滞留（IVR）策略的有效性。本工作以AP1000核电厂两层IVR模型为研究对象,对成功实施反应堆压力容器外部冷却（ERVC）的假想严重事故进行了熔融池参数不确定性分析,包括参数的敏感性分析和使用拉丁超立方抽样的概率分析。结果表明：衰变功率对IVR评价参数影响最大,应采取措施（如上堆腔注水）尽量延缓堆芯熔化的时间;熔融物中不锈钢的质量将对金属层参数造成较大影响,可考虑在压力容器内布置牺牲性材料来减小金属层的集热效应;氧化物层外压力容器失效的概率仅为1.2%,但金属层外压力容器失效的概率高达20%。本结果对今后IVR策略研究和设计具有一定的指导意义,同时也为压水堆核电厂安全评审提供理论支持。     

基于蒙特卡罗抽样和最大-最小法的地震易损度算法研究

本文探索并研究了一种新的地震易损度算法,基于蒙特卡罗（MC）抽样和最大-最小法计算了单个设备和多个设备组合的最小割集的易损度。最小割集包括3种类型：纯地震失效最小割集、包含非事件的最小割集、地震失效和随机失效混合割集。对于仅包含地震失效的事故序列,可直接采用基于蒙特卡罗抽样和最大 最小法的易损度算法进行计算。涉及地震失效和随机失效混合的事故序列,可采用极限近似方法（MCUB）或其他割集定量化算法进行计算。经对比,基于蒙特卡罗抽样和最大 最小法的地震易损度算法计算结果与理论值一致,为工程应用中的地震易损度计算提供了另一种可行的算法。     

用蒙特卡罗方法进行核临界安全计算

本文介绍了蒙特卡罗程序ＡＭＰＸ－ＫＥＮＯ系统的铀富集厂核临界安全计算机中的应用,并为此作了大量临实验数据的验证计算和可用于实际生产的临界安全参数计算。     

Calculation of Plasma Radiation in Electrothermal-Chemical Launcher简

A numerical model of radiation has been adopted for electrothermM-chemical （ETC） launcher, in which Monte Carlo method and statistical physics are employed to simulate the process of a capillary plasma source in an ETC launcher. The effect on propellant grains with different average absorption coefficients is discussed. The plasma-propellant interaction is also discussed when combined with a thermal model. Results show that the strong instantaneous radiation is responsible for the transmission of energy to the propellant grains leading to ignition. The efficiency of energy absorption in the propellant bed always maintains a high level. Radiant energy caused by plasma is concentrated around the plaslna injector. And the ＂hot zone＂ efficiency is mainly affected by the properties of propellant grains within a small field around the plasma injector.     

Improvement of Monte Carlo Lattice Burnup Calculation Performance with the Correlated Sampling Method

For next generation reactor designs, which are attempting wide variations of assembly configurations, the flexibility Monte Carlo method holds is attractive, but still costly for repetitive design study works. This paper presents an advanced correlated sampling (ACS) method which was developed to speed up Monte Carlo lattice burnup calculations. The ACS method is the combination of the correlated sampling method and a pseudo-scattering technique. All burnup steps are considered as consecutive perturbed problems using the same neutron collision history, which is pre-calculated based on a selected unperturbed problem. Since neutron weights can be adjusted on every collision point, rather than along paths between them, the perturbed calculation is very fast and the neutron collision history is light enough to be stored in memory or physical storage, which is an indispensable feature for consecutive perturbed calculations. The presented theory shows that the ACS method has good potential to work for a wide range of neutron absorption variations, the dominant perturbation in the lattice burnup. In an example calculation on a BWR lattice, the ACS calculation results of 600,000 neutrons/step agree well with the independent Monte Carlo runs of 20,000,000 neutrons/step within 0.1%dk/k in terms of k_? throughout 95 steps (~50GWd/t). Average calculation time of neutron tracking with the former method is 3.4 s/step with 600,000 neutron histories on a single processor of an Alpha21164-600 MHz, and the speed-up factor against the Monte Carlo calculation turns out to be about 100.     

蒙特卡罗算法并行计算研究

采用蒙特卡罗(MC)计算方法,进行核反应粒子输运计算,是业内近十几年发展起来的一种有相对优势的计算方法.本文针对并行计算过程中数据初始化、计算任务分配、计算结果归约、计算结果一致性、程序功能一致性等关键问题进行了多种算法优劣的比较以及程序实现过程中的难点进行了分析,最终给出了测试结果和研究结论.结果表明,MC算法在粒子输运计算过程中有着相当好的计算效率.     

核电厂设备易损度分析方法综述

易损度分析方法是地震概率安全评价中的一个重要步骤。本文介绍了地震易损度分析方法的发展历程和数学模型,以及近年来国内外易损度分析方法的进展,并对地震易损度分析方法的主要研究方向进行了总结。     

用于迷宫屏蔽计算的蒙特卡罗减方差方法研究

本文应用多种减方差技巧提出了强迫指向自动重要抽样（FPAIS）方法,并在MCNP5程序平台实现了该方法。采用该方法对1个多折迷宫算例进行了模拟计算,计算结果与MCNP5程序的直接模拟、DXTRAN球、点通量3种方法的结果进行了比对。基于此算例对FPAIS方法进行了引导面设置和粒子数敏感性分析。结果表明,FPAIS方法在保证一定计算精度的前提下,比其他3种方法的FOM提高2~3个量级,且该方法对引导面设置不敏感、可用性强,对于迷宫屏蔽计算是一种准确、高效的解决方案。