启明星1号装置中子通量能谱与中子平均能量计算(2)

第2期 栗再新等:启明星1号装置中子通量能谱与中子平均能量计算

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括空间各处的反应率和中子能谱等。为进行启明星1号装置的能谱计算,作为比对,首先用更新过的核数据库重新对TETB 混合堆进行计算。

用NJOY编码和几个评价核数据库制作了相应的MATXS格式群截面库,然后用TRANSX编码制作了用于ONEDANT编码的47群截面库。

以0.025eV处的截面值作参考进行比较。制作的群截面数据,基于B !和CENDL的都偏低,原因待查;基于B 和JEF的较为合理。在下面的计算中,采用基于B 的

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核素的输运截面库来自FENDL2.0。U和238U截面库来自ENDF/B ,由程序NJOY计算得到。热区的17群截面库来自程序WIMS和基于ENDF/B !的82群截面库到的栅格参数[6]。

[5]

得

3 计算与分析

在这里,对中子能谱进行了归一, i= i/# j, i是第i群的中子通量。按照这样的归j

一谱得到的中子平均能量E=

#E

i

i

i,Ei是

U数据。

第i群的中子平均能量。所得的中子平均能量是中子通量平均能量。在本文,如无说明,中子平均能量系指中子通量平均能量。

图2所示为有外源情况下z=0、r分别为4、15和21cm点的能谱。这3点的中子平均能量分别为3630、722和690keV。可看出,快区的中子谱是非常硬的,能谱的峰值出现在350keV附近。靠近外中子源区域的中子能谱在10MeV附近有1个高峰值,中子的平均能量很高。随着与外源距离的增大,该峰值快速下降。

z=0、r=4cm处的有外源和无外源的中子能谱示于图3。有源时的能谱相对于无源时的能谱发生了较大的漂移,谱趋硬。由于离外源近,有源时的能谱在10MeV附近有很高的峰值。

z=0、r=15cm处的有外源和无外源的中子能谱示于图4。有源时的能谱和无源时的能谱极其相似,但发生了小的漂移,谱趋硬。

新的计算结果与文献[3]中的结果的比较表明,计算的反应率及其空间分布在总体上是一致的,计算结果可信。对3个铀区的中子能谱计算也进行了比较,结果也是一致的。至此,认为可用TWODANT+B 的软件包计算启明星1号装置的中子能谱及各空间点的中子(通量)平均能量。

2 计算模型图、计算程序和截面数据库

计算采用的是r z圆柱模型。图1是计算模型图,关于r轴和z轴对称。图中给出各区材料的分布:0区为真空;1区是14.1MeV中子源;2区为快区,装载天然金属铀;3区是热区,装载低浓铀和聚乙烯;4区为反射层,装载聚乙烯;5区是屏蔽层,装载含硼聚乙烯。

采用二维输运计算程序TWODANT进行中子学计算。快区、反射层和屏蔽层

的非裂变

图2

图1启明星1号装置的计算模型图

Fig.2

#快区中子通量能谱分布

Neutronfluxenergydistributionsinfastzone

r=4cm; r15cm; r=cm