核燃料循环分析软件：ORIGEN二次开发_（4）.核燃料循环模型建立.docx

PAGE1

PAGE1

核燃料循环模型建立

在核燃料循环分析中，建立准确的模型是至关重要的一步。模型的建立不仅需要考虑物理和化学过程，还需要结合实际的工程数据和运行条件。本节将详细介绍如何在ORIGEN中建立核燃料循环模型，包括输入文件的编写、模型参数的选择和调整、以及模型验证的方法。

1.输入文件编写

ORIGEN的输入文件是模型建立的基础，它包含了所有必要的参数和数据，以描述核燃料的初始状态、反应堆的运行条件、以及燃料循环的各个阶段。输入文件的编写需要遵循一定的格式和规范，以确保软件能够正确解析并运行。

1.1基本格式

ORIGEN的输入文件通常以文本文件的形式存在，文件扩展名为.inp。输入文件由多个卡片（cards）组成，每个卡片负责描述不同的内容。以下是一个基本的输入文件结构示例：

*ORIGEN2

*LIB

LIBRARYNAME

*TITLE

MODELTITLE

*DATA

*END

*ORIGEN2：表示输入文件的类型为ORIGEN2。

*LIB：指定使用的核数据库。

*TITLE：输入模型的标题。

*DATA：包含具体的模型数据。

*END：表示输入文件的结束。

1.2核数据库选择

核数据库是ORIGEN进行核燃料循环分析的基础，不同的核数据库适用于不同的应用场景。常用的核数据库包括ENDF/B-VII.1、JEFF-3.3等。选择核数据库时，需要考虑数据的准确性和适用性。

例子：选择ENDF/B-VII.1核数据库

*LIB

ENDF/B-VII.1

1.3初始燃料状态

初始燃料状态是指燃料在进入反应堆前的状态，包括燃料的化学成分、初始烧耗、温度等。这些参数的准确性直接影响到模型的计算结果。

例子：描述初始燃料状态

*DATA

*FUEL

UO2

*COMPO

U922353.0

U9223897.0

O8016100.0

*BU

0.0

*TEMP

300.0

*END

*FUEL：指定燃料类型为UO2。

*COMPO：描述燃料的化学成分及其比例。

*BU：初始烧耗，单位为GWd/tU。

*TEMP：初始温度，单位为K。

1.4反应堆运行条件

反应堆的运行条件包括功率水平、运行时间、冷却时间等。这些参数需要根据实际的反应堆设计和运行数据进行设置。

例子：描述反应堆运行条件

*DATA

*REACTOR

PWR

*POWER

1000.01.0E61.0E6

*TIME

365.0100.0365.0

*COOL

365.0100.0365.0

*END

*REACTOR：指定反应堆类型为压水堆（PWR）。

*POWER：描述反应堆的功率水平，单位为MW。

第一列：功率水平。

第二列：运行时间，单位为天。

第三列：冷却时间，单位为天。

*TIME：描述总的运行时间和冷却时间，单位为天。

*COOL：描述每个功率段后的冷却时间，单位为天。

1.5燃料循环阶段

核燃料循环通常包括多个阶段，如运行阶段、冷却阶段、再处理阶段等。每个阶段的输入参数需要详细描述，以确保模型的准确性。

例子：描述燃料循环阶段

*DATA

*CYCLE

1

*POWER

1000.01.0E61.0E6

*TIME

365.0100.0365.0

*COOL

365.0100.0365.0

*CYCLE

2

*POWER

800.00.8E60.8E6

*TIME

365.0100.0365.0

*COOL

365.0100.0365.0

*END

*CYCLE：表示燃料循环的一个阶段。

每个阶段的*POWER、*TIME和*COOL卡片分别描述该阶段的功率水平、运行时间和冷却时间。

2.模型参数选择与调整

在建立核燃料循环模型时，选择和调整合适的模型参数是提高计算结果准确性的关键。这些参数包括反应堆的物理参数、化学参数、以及一些特殊情况下的参数。

2.1反应堆物理参数

反应堆的物理参数包括裂变率、中子通量、截面数据等。这些参数通常需要从反应堆设计数据中获取，或者通过其他模拟软件（如MCNP）计算得到。

例子：设置裂变率和中子通量

*DATA

*FISS

0.002

*FLUX

1.0E14

*END

*FISS：裂变率，单位为fissions/bn.

*FLUX：中子通量，单位为n/cm2/s。

2.2化学参数

化学参数主要包括燃料的化学形态、冷却剂的化学组成等。这些参数的选择需要考虑燃料在反应堆内的化学行为和冷却剂的化学环境。

例子：设置冷却剂化学组成

*DATA

*COOLANT

H