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MVP程序在中国先进研究堆上的应用研究 　　摘 要：MVP是日本原子能机构（JAEA）研发的蒙特卡罗输运程序，通过模拟中子和光子输运，能够计算有效增殖因子、中子注量率和各种反应率等参数，MVP程序自带多个连续能量的点截面数据库，并能处理指定温度下的中子截面库，计算温度相关的问题。程序采用体组合的方式描述几何模型，具有精确描述复杂三维几何结构的能力。通过与BURN模块的耦合可进行燃耗计算，可用于分析与时间相关的问题。文章对MVP程序在中国先进研究堆（CARR）上的应用进行了初步研究，利用MVP程序对CARR进行了剩余反应性计算和燃耗计算。通过与扩散程序计算结果进行比较，证明了MVP程序是CARR堆运行物理分析的良好选择，为今后的实际运用奠定了良好基础。 　　关键词：MVP程序 中国先进研究堆 剩余反应性 燃耗 　　中图分类号：TL 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）09（a）-0059-04 　　中国先进研究堆（CARR）堆芯结构比较复杂，在反应堆设计阶段使用的扩散物理程序（WIMSD-4+CITATION）难以将堆芯结构描述完善，在反应堆初步设计计算中，省略了孔道对反应堆物理特性的影响（在设计初期是允许的）。 　　MVP程序既能精确描述堆芯复杂几何结构，又可进行变温度截面以及燃耗计算，在Linux系统环境下程序还可实现并行计算，程序子模块间调用及转换均为自动完成，具有操作简便，效率高的特点，非常适合CARR运行阶段物理分析需要。 　　本文采用MVP程序对CARR初装料温度反应性和循环态燃耗进行计算，并与理论计算值进行比较，证明MVP程序的有效性。为MVP程序在CARR运行阶段的进一步运用打下基础。 　　1 MVP程序 　　MVP全名为MVP-GMVP是日本原子能机构（JAEA）研发的蒙特卡罗输运程序，通过模拟中子和光子输运，能够完成以下任务： 　　（1）本征值问题：计算系统增殖因子，用于堆芯物理计算和临界安全分析。 　　（2）固定源问题：用户自己定义外部源（源项粒子的能量与空间分布），用于屏蔽计算。 　　（3）燃耗的计算：子程序MVP-BURN与MVP结合能进行燃耗计算。 　　（4）燃耗中期和燃耗末零功率条件下冷却计算，用于辐照检测后分析。 　　（5）允许几何尺寸、材料成分、温度变化的的燃耗或者参数测量计算。例如：控制棒的位置变化，空隙部分改变，可溶硼浓度变化，热膨胀，单独的燃耗等。 　　MVP程序分为几大子程序模块：截面库模块MVPlib，燃耗链模块chain，燃耗计算模块BURN，程序基础模块BIN，程序计算模块MVP。 　　程序包含了多个截面库供用户选择，满足不同计算的需要。这些截面库主要包括JENDL-3.3、JENDL-3.2、ENDF/B-V1.8、JEFF-3.0以及JEF-2.2，在实际计算中JENDL-3.3版本必威体育精装版，是最常用的界面库。此外为用户提供了7种不同的燃耗链，用户根据需要选取合适的燃耗链。其中锕系核素燃耗链分为u4cm6和th2cm6；裂变产物和可燃毒物链包括fp50bp16、以及fp193bp6等见表1。 　　燃耗计算流程：首先通过LICEM程序，将特定核数据制作成常温下材料截面数据库可供MVP使用；通过ART程序将已有温度下的库转变成不同温度的截面库，用户可以在MVP输入文件中直接定义材料不同的温度，进行MVP临界计算，而后将核子密度、步长等参数输入BURN程序，输出截面等参数返回MVP临界计算，形成循环。图1为程序流程图。 　　2 CARR及其物理设计 　　CARR是一座稍加压的轻水冷却和慢化、重水反射的反中子阱型紧凑结构池式反应堆。堆芯由21个正方形栅格组成，栅距为7.72 cm。标准燃料组件占17个栅元，控制棒跟随体燃料组件占4个栅元。燃料组件与堆芯容器之间为铝填充体。堆芯周围为一直径和高度均为2.2 m的重水箱。其中设置了9个水平实验孔道和21个垂直实验孔道。整个堆芯连同重水箱浸没在一直径为5.5 m，深15 m的堆水池中，水池外为生物屏蔽层。图2为CARR堆芯布置图。 　　CARR物理设计采用WIMSD-4、CITATION程序组合完成物理分析工作，首先要使用WIMSD-4得到计算区域的少群参数，其次通过CITATION程序得到特征值参数。这中间需要反复调程序输出结果，程序间数据转换编写专门的接口程序。CITATION程序无法建立复杂模型，过多的结块也会造成计算时间和计算结果的不可靠性，使得在核设计初期忽略堆芯水平和垂直孔道的影响，特别是水平孔道由于其结构非对称性，无法用CITATION程序建立带水平孔道的堆芯计算模型。 　　3 MVP计算模型 　　MVP/GMVP采用的是用于MOSE―CG和VIM代码中的CG（组