11. 点燃耗计算¶
11.1. 点燃耗计算概述¶
RMC的点燃耗模块是基于自主开发的适用于复杂燃耗系统的模块化程序DEPTH。DEPTH程序 在数据库、算法和功能方面具有以下特点:
(1)数据库方面,有机整合了ORIGEN-2和ORIGEN-S的燃耗数据库,具有较为全面的燃耗 链信息。
(2)算法方面,DEPTH包含线性子链方法(TTA)、切比雪夫有理逼近方法(CRAM) 、求积组有理逼近法(QRAM)和拉盖尔多项式逼近法(LPAM)四种求解器。同时在程序实现 上,充分利用燃耗矩阵的稀疏性,采用基于行列混合压缩存储稀疏矩阵的高斯消去法,大大优 化了燃耗求解速度。
(3)功能方面,支持衰变、定通量和定功率三种燃耗模式,可计算核密度、衰变热、放射性 活度、反应率等物理量。同时,还支持计算某物理量的瞬时值和在燃耗步长内对时间的积分值。
11.2. 点燃耗模块输入卡¶
点燃耗模块的输入卡包括
Depletion
Convertlib <lib_type> <xs_data> <yield_data> <main_lib>
Decay <time>
Flux <flux> <time>
Power <power> <time>
Density <nuc_id> <nuc_den>
Solver <solver_type>
TTA <cutofffrac>
QRAM <qrad_n>
LPAM <Laguerre_a> <Laguerre_tao> <Laguerre_N>
Print <flag>
Radioactivity <flag>
AbsorpRate <flag>
FissionRate <flag>
DecayHeat <flag>
FluxPower <power_flag> <flux_flag>
Energy <neu_erg>
GAMMASPECTRUM <gammaspectrum_flag>
DecayEnergy <e_1 e_2 ... e_n>
GammaLibPath <library_path_of_gammaspectrum>
其中,
Depletion为点燃耗计算模块关键词。
Convertlib为数据库转换选项。 Convertlib = 1表示ORIGI N-S数据库,Convertlib = 1表示ORIGIN-2数据库,后续 分别为ORIGIN数据库的衰变数据库、产额数据库以及RMC使用燃耗数 据库名称。鉴于RMC点燃耗功能使用自主的DepthMainLib燃耗数据库,无特殊需求,默认 不使用。
Decay/Flux/Power为点燃耗计算的模式,分别为衰变、定通量、定功率模式。
- Decay表示进行衰变计算,默认0功率计算,因此不需要输入功率或通量。直接输入 衰变时间即可。
- Flux表示进行定通量计算,用户需要先输入目标中子通量,后跟点燃耗计算的时间。 如,1e+24 10d * 10
- Power表示进行定功率计算,用户需要先输入目标功率(单位W),后跟点燃耗计算的时间。 如,1000000 10d * 10
需要注意的是,用户可以指定输入的点燃耗时间的单位,分别为 y, d, h, m, s分别代表年、日、时、分、秒。时间输入示例: 4y*10。意味着分10个时 间步,每个时间步4年进行计算。注:不支持使用不同的时间单位,如1y2d3h, 同时也不支持不同时间步的输入, 如1y*10 5d*5。同时,点燃耗目前不支持变 功率或变通量的点燃耗计算。
Density为所需计算的核素的信息,包括核素ID以及核素的密度。其中nuc_den > 0表示原子密度,单位为1024原子/cm3;nuc_den < 0表示质量密度,单位为g/cm3。注:核素ID请使用燃耗数据库中的 ID格式,如10010 922350 922351其中最后一位表示是否是激发态。
Solver为燃耗方程求解方法, Solver = 1表示线性子链法,Solver = 2(默认值)表示切比雪夫有理近似法,Solver = 3表示求积组有理近似法,Solver = 4表示拉盖尔多项式近似法。对于一般用户,建议使用缺省参数。
- TTA仅当Solver = 1时使用,表示TTA方法的阶段误差。
- QRAM仅当Solver = 3时使用,为QRAM方法的逼近阶数。
- LPAM仅当Solver = 4时使用,为LPAM方法的初始参数。
Print为点燃耗输出选项。 Print = 0输出最后燃耗步的物理量值, Print = 1输出所有燃耗步的物理量的值。
- Radioactivity放射性活度,单位Curi,Radioactivity = 0(默认值)为不输出放射性活度,Radioactivity = 1表示输出瞬态浓度, Radioactivity = 2表示输出燃耗步内的积分浓度。
- AbsorpRate中子吸收率,单位n/s,AbsorpRate = 0(默认值)为不输出中子吸收率,AbsorpRate = 1表示输出瞬态浓度, AbsorpRate = 2表示输出燃耗步内的积分浓度。
- FissionRate裂变率,单位fission/s,FissionRate = 0(默认值)为不输出裂变率,FissionRate = 1表示输出瞬态浓度, FissionRate = 2表示输出燃耗步内的积分浓度。
- DecayHeat衰变热,单位Watt,DecayHeat = 0(默认值) 为不输出衰变热,DecayHeat = 1表示输出瞬态浓度, DecayHeat = 2表示输出燃耗步内的积分浓度。
注:瞬态浓度表示点燃耗计算结束时刻的浓度,积分浓度是对燃耗步长时间积分的浓度。
FluxPower表示是否使用通量、功率的平均值,flux/power_flag = 0(默认值)表示使用瞬时值,flux/power_flag = 1表示使用平均值。
Energy表示中子能量。单位 eV。
GAMMASPECTRUM表示衰变光子谱计算功能。GAMMASPECTRUM = 0(默认值) 为不使用衰变光子谱计算功能,GAMMASPECTRUM = 1表示使用衰变光子谱计算功能。
DecayEnergy表示离散能量,单位是MeV,该能量由用户自定义。
警告
用户定义的离散能量必须是一个递增的数列,否则计算结果将会出现错误。
GammaLibPath表示衰变光子谱相关的数据库绝对路径,一般为RMC_DATA下的neutron_hdf5文件夹, 在点燃耗模式下使用衰变光子谱计算功能需指定。如 /home/workspace/RMC_DATA/neutron_hdf5
需要指出的是,在计算模式、求解器参数、输出选项等在使用时视需要而定,不需要可以不写。