基于MCNP的蒙特卡罗方法应用反应堆堆芯设计.docx
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基于MCNP的蒙特卡罗方法应用反应堆堆芯设计
课程设计(报告)
题目基于MCNP的蒙特卡罗方法应用
---反应堆堆芯设计
学院名称核科学技术学院
指导教师刘紫静
职称讲师
班级核工程与核技术174班
学号**********
学生姓名
2020年10月8日
概述
1第一题
1.1问题描述
1.如下图所示,中间黑色部分为Pu239(100%)圆筒,外围包着的是天然U反射层,初始燃料源处于(3.5,0,0)点。
其数据如下:
Pu:
ρ=15.8g/cc
U:
ρ=18.8g/cc
含量:
23899。
2745%2350.72%
1.2几何描述
1.2.1曲面
ccurfacecard
1cx4.935
2cx9.935
3px6.909
4px0
1.2.2栅元
ccellcard
11-15.8-1-34imp:
n=1
22-18.81-2-34imp:
n=1
30#1#2imp:
n=0
1.3源描述
kcode50001.050250
ksrc3.500
1.4其它数据说明
cdatacard
m1094239.60c1
m2092235.60c-0.0072092238.60c-0.992745
1.5运行与结果
PX视图:
PY视图:
PZ视图
2第二题
2.1问题描述
如下图所示,中间黑色部分为Pu239(100%)圆筒,外围包着的是天然U反射层,初始燃料源处于(3.5,0,0)点。
其数据如下:
Pu:
ρ=15.8g/cc
U:
ρ=18.8g/cc
原子百分比:
23899.2745%2350.72%
2.2几何描述
2.2.1曲面
ccurfacecard
1cx4.935
2cx9.935
3px6.909
4px0
5px11.909
6px-5
2.2.2栅元
ccellcard
11-15.8-1-34imp:
n=1
22-18.81-2-34imp:
n=1
32-18.8-23-5imp:
n=1
42-18.8-2-46imp:
n=1
50#1#2#3#4imp:
n=0
2.3源描述
kcode50001.050250
ksrc3.500
2.4其它数据说明
cdatacard
m1094239.60c1
m2092235.60c0.0072092238.60c0.992745
2.5运行与结果
PX视图:
PY视图:
PZ视图:
3第三题
3.1问题描述
Exercise3isabare(unreflected)UO2F2solutioncylinder.Theweightpercentof235Uintheuraniumis4.89%.Thesolutionhasaradiusof20.12cmandaheightof100.0cm.Analuminumtankwithathicknessof0.1587cmonthesidesandbottom,andaheightof110.0cmcontainsthesolution.Thereisnolidonthetank.Theregionfromthetopofthesolutiontothetopofthealuminumtankisvoid.Thedataforthisproblemfollows:
溶液密度:
0.096586atoms/b-cm铝密度:
2.7g/cc
溶液原子百分比:
H1:
5.7058e-2,O8:
3.2929e-2,F9:
4.3996e-3,U2382.0909e-3
U2351.0889e-4
初始燃料源位置(0050)
3.2几何描述
3.2.1曲面
ccurfacecard
1cz20.12
2cz20.2787
3pz100
4pz0
5pz110
6pz-0.1587
3.2.2栅元
ccellcard
11-0.096586-1-34imp:
n=1
22-2.71-2-56imp:
n=1
30-13-5imp:
n=0
42-2.7-1-46imp:
n=1
50#1#2#3#4imp:
n=0
3.3源描述
kcode50001.050250
ksrc0050
3.4其它数据说明
cdatacard
m11001.60c0.0570588016.60c0.0329299019.60c0.0043996&
92238.60c0.002090992235.60c0.00010889
m213027.60c1
3.5运行与结果
PX视图:
PY视图:
PZ视图:
4第四题
4.1问题描述
Exercise4consistsoftwoidenticalU(93.4)O2F2solutioncylindersinsideawatertank.Assumethewaterreflectordensityis1g/ccandhasaminimumthicknessof20cmexceptononesideofthefirstcylinderwherethethicknessisonly10cm.Theheightofthewaterisatthetopoftheopenaluminumcontainers.Thedataforthisproblemis:
初始燃料源位置:
(0035),(17035)
4.2几何描述
4.2.1曲面
csurfacecard
1pz80
2pz70.2
3pz0.15
4pz0
5pz-20
6py26.5
7py-26.5
8px43.5
9px-16.5
10cz6.35
11cz6.5
4.2.2栅元
ccellcard
119.9605e-2-23-10imp:
n=1
22-2.7(-1310-11):
(-34-11)imp:
n=1
30-12-10imp:
n=0
4like1buttrcl=(1700)imp:
n=1
5like2buttrcl=(1700)imp:
n=1
6like3buttrcl=(1700)imp:
n=0
73-1-15-67-89#1#2#3#4#5#6imp:
n=1
80#1#2#3#4#5#6#7imp:
n=0
4.3源描述
kcode50001.050250
ksrc003517035
4.4其它数据说明
cdatacard
m11001.60c6.2210E-28016.60c3.3621E-29019.60c2.5161E-3
92238.60c8.2051E-592235.60c1.1760E-3
m213027.60c1
m31001.60c28016.60c1
4.5运行与结果
PX视图:
PY视图:
PZ视图:
5第五题
5.1问题描述
Exercise5isa3x2arrayofplutoniumnitratesolutioncylinders.Plutoniumnitratesolutioniscontainedinsixstainlesssteelcylinderswitha10cmsurfaceseparationbetweentanks.Thedataforthisproblemare:
铁,铬,镍的同位素在材料中的原子百分比为:
240507.195e-4240521.38589e-2
240531.5713e-3240543.903e-4
260563.704e-3260565.80869e-2
260571.342e-3260581.773e-4
280584.432e-3280601.7069-3
280617.42-e5280622.363e-4
280646.05e-5
初始燃料源位置为:
(0019.62)(35.58019.62)(71.16019.62)
(035.5819.62)(35.5835.5819.62)(71.1635.5819.62)
5.2几何描述
5.2.1曲面
ccurfacecard
1cz12.49
2cz12.79
3pz39.24
4pz0
5pz101.7
6pz-1.0
7px-17.79
8px17.79
9py-17.79
10py17.79
11rpp-17.7988.95-17.7953.37-1101.7
5.2.2栅元
ccellcard
11-0.48-1-34u=1imp:
n=1
22-7.931-2-56u=1imp:
n=1
30-13-5u=1imp:
n=0
42-7.93-1-46u=1imp:
n=1
50#1#2#3#4u=1imp:
n=0
707-89-10u=2lat=1imp:
n=1fill=-2:
0-1:
00:
0
111
111
80-11fill=2imp:
n=1
9011imp:
n=0
5.3源描述
kcode50001.050250
ksrc0019.6235.58019.6271.16019.62
035.5819.6235.5835.5819.6271.1635.5819.62
5.4其它数据说明
cdatacard
m11001.60c0.0600708016.60c0.0365407014.60c0.0023699&
94239.60c0.0002768294240.60c0.000012214&
94241.60c0.0000008339094242.60c0.000000045800
m224050.60c0.000719524052.60c0.0138589&
24053.60c0.001571324054.60c0.0003903&
26054.60c0.00370426056.60c0.0580869&
26057.60c0.00134226058.60c0.0001773&
28058.60c0.00443228060.60c0.0017069&
28061.60c0.000074228062.60c0.0002363&
28064.60c0.0000605
5.5运行与结果
PX视图:
PY视图:
PZ视图:
6第六题
6.1问题描述
Exercise6isahexagonalarrayofsevenopenU(93.2%enrichment)O2F2solutioncylinders.Theuranium-fluoridesolutioniscontainedinsevenaluminumcylinderswitha7.60cmsurfaceseparationbetweencylinders.Thereis20cmofwaterreflectionbelowandradiallyaboutthecylinders.Thereisnowaterabovethealuminumcontainers.Thedataforthisproblemare:
初始燃料源位置:
(0011.7),(-23.1011.7),(23.1011.7),(-11.5520.011.7)(-11.5-20.011.7),(11.5520.011.7),(11.5-20.011.7)
6.2几何描述
6.2.1曲面
ccurfacecard
1cz7.60
2cz7.75
3pz23.40
4pz0
5pz40.0
6pz-1.0
7RHP00-2200631200
8RHP00-22006311.5500
9RHP00-210061047.755186827420
6.2.2栅元
ccellcard
11-0.48-1-34u=1imp:
n=1
22-2.701-2-56u=1imp:
n=1
30-13-5u=1imp:
n=0
42-2.70-1-46u=1imp:
n=1
53-1.0#1#2#3#4u=1imp:
n=1
63-1.0-7u=2imp:
n=1
70-8u=3lat=2imp:
n=1fill=-3:
3-3:
30:
0
2222222
2222222
2221122
2211122
2211222
2222222
2222222
80-9fill=3imp:
n=1
909imp:
n=0
6.3源描述
kcode50001.050250
ksrc0011.7-23.1011.723.1011.7-11.5520.011.7
-11.5-20.011.711.5520.011.711.5-20.011.7
6.4其它数据说明
cdatacard
m11001.60c0.0610638016.60c0.0334879019.60c0.0029554&
92238.60c0.00009930092235.60c0.0013784
m213027.60c1
m31001.60c2h8016.60c1
6.5运行与结果
PX视图:
PY视图:
PZ视图:
7附加题一
7.1设计要求
1)请试图描述出下列图形:
六棱柱燃料棒与控制棒在反应堆内的布置
几何参数及核材料参数由自己进行适当地选取(任意)
7.2方堆设计方案
7.2.1曲面
ccurfacecard
1cz10
2cz12
3pz190
4pz-190
5pz200
6pz-200
7rpp-1818-1818-210210
8rpp-1818-1818-210210
9px-17
10px17
11py-17
12py17
13rcc00-20000400290
7.2.2栅元
ccellcard
119.9605e-2-1-34u=1imp:
n=1
22-7.931-2-56u=1imp:
n=1
32-7.93-13-5u=1imp:
n=1
42-7.93-1-46u=1imp:
n=1
52-7.93#1#2#3#4u=1imp:
n=1
669.9605e-2-1-34u=2imp:
n=1
75-7.931-2-56u=2imp:
n=1
85-7.93-13-5u=2imp:
n=1
95-7.93-1-46u=2imp:
n=1
102-7.93#1#2#3#4u=2imp:
n=1
1149.9605e-2-1-34u=3imp:
n=1
125-7.931-2-56u=3imp:
n=1
135-7.93-13-5u=3imp:
n=1
145-7.93-1-46u=3imp:
n=1
152-7.93#1#2#3#4u=3imp:
n=1
1679.9605e-2-1-34u=4imp:
n=1
178-7.931-2-56u=4imp:
n=1
188-7.93-13-5u=4imp:
n=1
198-7.93-1-46u=4imp:
n=1
202-7.93#1#2#3#4u=4imp:
n=1
213-1.0-7u=5imp:
n=1imp:
n=1
220-8u=6imp:
n=1imp:
n=1
2309-1011-12u=7lat=1imp:
n=1fill=-8:
8-8:
80:
0
66666666666666666
66666666666666666
66666666666666666
66666666666666666
66665555555556666
66665455333356666
66665553222356666
66665532112356666
66665321112356666
66665321123556666
66665322235556666
66665333355556666
66665555555546666
66666666666666666
66666666666666666
66666666666666666
66666666666666666
240-13fill=7imp:
n=1
25013imp:
n=0
7.2.3源描述
kcode50001.050250
ksrc0011.7-23.1011.723.1011.7-11.5520.011.7
-11.5-20.011.711.5520.011.711.5-20.011.7
7.2.4其它数据说明
cdatacard
m11001.60c5.7058E-18016.60c3.2929E-19019.60c4.3996E-2
92238.60c2.0909E-292235.60c1.0889E-3
m213027.60c1
m31001.60c28016.60c1
m41001.60c5.7058E-18016.60c3.2929E-19019.60c4.3996E-2
92238.60c2.0909E-292235.60c1.0889E-3
m51001.60c5.7058E-18016.60c3.2929E-19019.60c4.3996E-2
92238.60c2.0909E-292235.60c1.0889E-3
m660121.050104.0
m724050.60c0.000719524052.60c0.0138589&
24053.60c0.001571324054.60c0.0003903&
26054.60c0.00370426056.60c0.0580869&
26057.60c0.00134226058.60c0.0001773&
28058.60c0.00443228060.60c0.0017069&
28061.60c0.000074228062.60c0.0002363&
28064.60c0.0000605
m892238.60c1
7.2.5方堆调试与结果
PX视图:
PY视图:
PZ视图:
7.3六棱柱堆设计方案
7.3.1曲面
ccurfacecard
1cz10
2cz10
3pz280
4pz-280
5pz285
6pz-285
7rhp00-27500542-1800
8rhp00-27500542-1800
9rhp00-27500542-17.800
13rcc00-27000540270
7.3.2栅元
ccellcard
119.9605e-2-1-34u=1imp:
n=1
22-7.931-2-56u=1imp:
n=1
31-7.93-13-5u=1imp:
n=1
41-7.93-1-46u=1imp:
n=1
52-7.93#1#2#3#4u=1imp:
n=1
669.9605e-2-1-34u=2imp:
n=1
75-7.931-2-56u=2imp:
n=1
86-7.93-13-5u=2imp:
n=1
96-7.93-1-46u=2imp:
n=1
102-7.93#1#2#3#4u=2imp:
n=1
1149.9605e-2-1-34u=3imp:
n=1
125-7.931-2-56u=3imp:
n=1
134-7.93-13-5u=3imp:
n=1
14
- 配套讲稿:
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- 基于 MCNP 蒙特卡罗 方法 应用 反应 堆堆 设计