用NECP-X程序計算與分析VERA 9#基準題

張旻婉，劉宙宇?，溫興堅，吉文浩

(1.西安交通大學 核科學與技術學院，西安710049；2.中國核動力研究設計院 核反應堆系統設計技術重點實驗室，成都610213)

核能作為一種清潔能源，受到了人們極大的關注。隨著全球電力需求的日益增長和環境保護要求的日益提高，人們對核能的經濟性和安全性的要求也越來越高。對反應堆堆芯進行高分辨率模擬，從而更真實地預測反應堆的堆芯行為，這對堆芯設計和安全分析都具有重要意義。借助高性能計算機資源，國際上發展了高保真多物理耦合計算方法。例如，美國能源部于2010年設立了輕水反應堆先進建模和仿真聯盟項目(consortium for advanced simulation of LWRs, CASL)，目的是研究解決運行功率提升、堆芯壽期延長和卸料燃耗提高帶來的挑戰性問題，該項目創立了可對壓水堆正常運行工況分析模擬的數值反應堆高保真多物理耦合計算平臺(virtual environment for reactor application，VERA)[1]。

在數值反應堆高保真多物理耦合計算中，高保真的中子學計算是基礎和關鍵。高保真的中子學計算程序從數據庫出發，直接對全堆問題進行共振與輸運計算，強調模型的精細化和真實性，極大地提升了計算精度。目前，國內外可進行高保真計算的程序主要分為2類：一類是以Serpent，MC21，JMCT，RMC，SuperMC為代表的蒙特卡羅程序，另一類是以nTRACER，DeCART，MPACT為代表的確定論程序。

VERA基準題是基于Watts Bar大型壓水堆建立的堆芯中子學基準題，涵蓋了從2維單柵元到3維全堆芯的燃耗及換料計算10個基準問題。VERA 9#基準題是全堆芯首循環整個壽期內的模擬計算基準問題，對其計算時要求程序具備對整個壽期內運行歷史的模擬能力，并考慮功率水平及流量的變化，能夠準確模擬燃料燃耗及同位素衰減。……