摘要：本文基于横向积分离散纵标方程,解析得到横向积分通量中出射通量与入射通量的关系,并根据类似于扩散方程节块展开法的输运节块中子平衡方程形式,得到了一种高效的节块离散纵标法数值迭代策略。数值结果表明,本文提出的方法可行且数值结果正确。此外,粗网有限差分(CMFD)加速技术在节块离散纵标法中也取得了非常好的应用效果。

摘要：燃耗与活化分析在反应堆的燃耗管理与辐射屏蔽设计分析中起关键性的作用。基于一维、二维的输运程序的燃耗与活化分析方法难以解决复杂几何和强烈各向异性散射问题。本文通过耦合三维离散纵标(SN)方法粒子输运程序以及指数欧拉法活化计算程序,发展了快速精确的三维耦合燃耗与活化计算方法。该方法考虑了共振自屏效应动态修正,并采用重要核素保留及假想裂变产物等多种有效途径处理燃耗后核素。采用IAEA-ADS基准例题进行测试,结果较好地证明了程序的可靠性与有效性。

摘要：精确的屏蔽计算方法是核装置辐射屏蔽设计的重要基础,离散纵标法(SN)是主要的屏蔽计算方法之一。本文基于价值理论的目标导向与角度自适应相结合的方法,有效地减弱了角度的离散误差。求解输运共轭方程获得目标函数的重要性分布,采用局部角度离散误差与目标函数的重要性加权,产生后验误差估计,为角度自适应过程提供判断依据。角通量密度的映射采用多项式权重法和球谐函数拟合法。数值结果表明,对于具有直孔道或曲折孔道的屏蔽问题,在相同精度下离散角度数减少了1~2个数量级,极大地减少了计算量。角度自适应方法以较少的离散方向获得了准确的计算结果,有效地减弱了角度离散误差对屏蔽计算精度的影响。

摘要：精确可靠的屏蔽设计是保证核装置安全性的重要组成部分,离散纵标法是应用最广泛的确定论屏蔽计算方法。对于角通量密度各向异性较强的屏蔽问题,求积组精度不足会导致离散误差较大,严重影响屏蔽计算的准确性与可靠性。本文结合间断有限元思想,构造正二十面体线性及二次间断有限元离散求积组,并优化求积组权重及方向保证权重严格非负。采用球谐函数数值积分及IRI-TUB基准题验证求积组的计算精度与适应性。数值结果表明,二十面体线性间断有限元离散求积组在1/20球面内能准确积分对应0阶和1阶球谐函数,且具有4阶收敛性;对于IRI-TUB基准题,反应率计算值与实验测量值的相对偏差小于25%。二十面体间断有限元离散求积组能适用于角通量密度各向异性较强的屏蔽问题,从而提高屏蔽计算的可靠性。

摘要：基于中国散裂中子源靶站中子通道设计,采用二维离散纵标程序DORT对中子导出通道各种设计方案的屏蔽效果进行计算分析。计算得出二维剂量场分布及通道中心处剂量当量率轴向分布,并得到较优化的屏蔽方案及模型,确保谱仪大厅内工作人员接受的剂量低于规定的标准。结果表明,未安装谱仪的中子通道屏蔽模型中心含有SS316合金钢时的屏蔽效果较好,剂量在辐射防护标准以下,符合设计要求。中子孔道开闭装置屏蔽模型中前端加入钨板屏蔽效果较好,并随钨板长度的增加,屏蔽效果提高。

摘要：辐射屏蔽设计是保证核装置安全性的重要组成部分,离散纵标法是屏蔽计算的主要方法之一。在具有狭长孔道的屏蔽问题中,由于中子角通量密度呈强各向异性分布,特别在孔道内其分布存在极大峰值,传统求积组难以实现计算精度与效率之间的平衡。为此,本文基于勒让德-切比雪夫求积组的离散特点,研究局部范围内多层极角细化技术,提高求积组积分角通量密度的精度。在极角细化的基础上,进一步研究偏倚求积组以提高计算效率,并开展相关收敛分析。对国际权威基准题Kobayashi的测试分析表明,极角细化技术可有效提高带有孔道屏蔽问题的计算精度。

摘要：基于离散纵标方法(SN)的三维中子/光子输运模拟程序因计算量大、计算时间长,难以很好地满足实际工程应用需求。本文基于几何区域剖分方法,在并行自适应结构网格应用支撑软件框架(JASMIN)上通过重新设计底层数据结构、功能模块并组装计算流程,实现了遗产程序的并行重构,提高了程序效率,拓展了计算大规模物理问题的能力。针对外源和临界计算两类典型问题,利用遗产程序自带测试例题和国际基准题验证了重构后并行程序的正确性。在可扩展性测试中,512个处理器核上模拟数亿自由度临界问题时,并行效率可达37.07%。

摘要：屏蔽模型结构复杂且存在强非均匀性对网格划分和输运计算效率提出挑战。非均匀间断网格输运扫描算法较标准笛卡尔直角网格在相同建模精度下网格总数少,但由于复杂的扫描算法单网格计算成本高。通过研究间断网格数据结构和网格生成特点,基于ARES程序框架实现非均匀间断网格输运扫描算法并行化。对空间-角度进行区域分解实现并行多任务计算,同时引入过载因子在一定程度上减弱局部细化造成的空间网格非均匀性。预处理将基于树状网格结构的递归逻辑搜索扫描排列改为流水线式排列,保证串并行算法的收敛一致性。VENUS-3基准题数值结果表明,串并行算法计算结果完全一致,且计算值与实验值的偏差满足工程计算要求,初步验证了该算法的正确性。并行测试结果表明了增加过载因子和角度聚合因子有益于提高并行效率。

摘要：利用逐线积分法(LBL)计算得到了大气分子红外吸收信息,结合不同形状冰晶粒子的单次散射特性,通过离散纵标法(DISORT),模拟计算了由实心六棱柱状冰晶粒子组成的卷云在波长为1.315μm时的散射特性和辐射特性,定性分析了激光在卷云中传输时的衰减和散射规律与入射光的位置、卷云光学厚度、冰晶粒子有效尺度等参数的关系。与晴天大气相比较,卷云的散射明显改变了光辐射的空间分布,被其他传感器探测到的可能性增大,其结果对于激光测距、激光探测等有关工程设计方面有非常重要的参考价值。

摘要：介绍了中国科学院等离子体物理研究所与德国Forschungszentrum Karlsruhe合作开展的国际聚变材料辐照装置(IFM IF)屏蔽中子学方面的相关设计研究工作。重点介绍了新开发的三维耦合屏蔽计算方法,包括其基本原理和程序系统等,以及基于该方法的IFM IF的三维屏蔽计算典型结果与分析。