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离散纵标和点核积分耦合计算方法研究

杨旭辉 刘凡 王翔 蔡利 马库斯·赛德尔

杨旭辉, 刘凡, 王翔, 蔡利, 马库斯·赛德尔. 离散纵标和点核积分耦合计算方法研究[J]. 核动力工程, 2024, 45(S2): 261-267. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.S2.0261
引用本文: 杨旭辉, 刘凡, 王翔, 蔡利, 马库斯·赛德尔. 离散纵标和点核积分耦合计算方法研究[J]. 核动力工程, 2024, 45(S2): 261-267. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.S2.0261
Yang Xuhui, Liu Fan, Wang Xiang, Cai Li, Marcus Seidl. Study on the Coupled Calculation Method of Discrete-Ordinates and Point Kernel Integration[J]. Nuclear Power Engineering, 2024, 45(S2): 261-267. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.S2.0261
Citation: Yang Xuhui, Liu Fan, Wang Xiang, Cai Li, Marcus Seidl. Study on the Coupled Calculation Method of Discrete-Ordinates and Point Kernel Integration[J]. Nuclear Power Engineering, 2024, 45(S2): 261-267. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.S2.0261

离散纵标和点核积分耦合计算方法研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2024.S2.0261
详细信息
    作者简介:

    杨旭辉(1996—),男,硕士研究生,现主要从事辐射防护与屏蔽设计相关研究,E-mail: 334839751@qq.com

    通讯作者:

    王 翔,E-mail: xiang.wang@hrbeu.edu.cn

  • 中图分类号: TL329

Study on the Coupled Calculation Method of Discrete-Ordinates and Point Kernel Integration

  • 摘要: 针对现存的大部分点核积分程序在屏蔽计算中存在的明显缺陷,即在面对较大源和多层屏蔽组合的计算过程中会产生数量级级别的误差。本研究在点核积分计算中引入离散纵标方法,并研究TORT与QADS两个程序的特点,编写了接口程序,实现两者的耦合计算,解决了传统点核积分程序中源离散计算精度差、缺乏斜角分解技术等问题,并设计简单的几何模型针对该方法进行可行性研究。结果显示,在计算深穿透问题时,离散纵标-点核积分耦合方法极大提高了计算精度,能够在辐射屏蔽计算实践中提供相对于所涉及方法更优的结果。

     

  • 图  1  二维计算示意图

    Figure  1.  2D Calculation Diagram

    图  2  燃料桶计算示意图

    Figure  2.  Calculation Diagram of Fuel Drum

    图  3  网格划分对光子通量密度的影响

    Figure  3.  Influence of Grid Size on Photon Flux Density

    图  4  离散点数量对探测点位置剂量率的影响

    Figure  4.  Influence of Number of Discrete Points on Photon Flux Density

    图  5  低能群下各探测点剂量率

    蒙卡—蒙特卡洛

    Figure  5.  Dose Rate of Each Detection Point under Low Energy Group

    图  6  高能群下各探测点剂量率

    Figure  6.  Dose Rate of Each Detection Point under High Energy Group

    图  7  耦合面归一化能谱

    Figure  7.  Coupling Surface Normalized Energy Spectrum

    图  8  不同探测点剂量率

    Figure  8.  Dose Rate at Different Detection Points

    表  1  SN-点核积分耦合方法在不同耦合面上的光子剂量率与误差结果

    Table  1.   Dose Rate Calculation Results and Error of SN -Point Kernel Integral Coupling Method on Different Coupling Surfaces

    SN计算/(10−4 mSv·h−1 点核积分计算/(10−4 mSv·h−1 耦合计算(面1)/(10−4 mSv·h−1 误差1/% 耦合计算(面2)/(10−4 mSv·h−1 误差2/%
    3.99 7.59 4.01 0.50 3.76 5.76
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    表  2  低能γ射线源下辐射场剂量率

    Table  2.   Low Energy γ Source Radiation Field Dose Rate

    对比项目名称 蒙卡计算 TORT计算 QADS计算 耦合计算(面1) 耦合计算(面2)
    探测点1/(mSv·h−1) 3.86×10−2(±0.0019) 6.03×10−2 1.63×10−1 5.12×10−2 4.70×10−2
    探测点2/(mSv·h−1) 1.08×10−2(±0.0006) 3.86×10−2 1.10×10−2 9.67×10−3
    外表面平均/(mSv·h−1) 2.45×10−2(±0.0015) 3.82×10−2 1.38×10−1 4.38×10−2 3.91×10−2
    计算时间 8 h 40 min 2 s 5 min 6 min
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    表  3  高能γ源辐射场剂量率

    Table  3.   High Energy γ Source Radiation Field Dose Rate

    对比项目名称 蒙卡计算 TORT计算 QADS计算 耦合计算(面1) 耦合计算(面2)
    探测点1/(mSv·h−1 8.84×102(±20.33) 1.52×103 1.04×103 8.84×102 6.99×102
    探测点2/(mSv·h−1 1.40×102(±4.34) 2.16×102 1.88×102 1.56×102
    外表面平均/(mSv·h−1 7.37×102(±5.16) 1.24×103 8.82×102 7.31×102 5.73×102
    计算时间 10 h 1 h 2s 5 min 6 min
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-06-21
  • 修回日期:  2024-09-21
  • 刊出日期:  2025-01-06

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