南华大学反应堆工程设计课程设计作业题目命题人：于涛 左国平 李小华 谢金森要求报告中含的内容1 每题的内容：1）.问题描述；2）.输入文件几何描述；3）.输入文件源描述；4）其它数据说明 4）几何截图与运行结果。2 课程设计的学习体会：说明：（1）请以 ”学号+姓名” 的方式命名您的 word 文档上交纸质及电子版作业各一份, 如：20064530101 张舒。（2）作业包括封面、目录及内容（见本文档页尾）（3）各位同学 2010 年 11 月 12 日之前交学习委员，再由学习委员统一交到核工程系 405 办公室，如不合规范，将不计成绩。（4）题目可多做，除了完成本次作业中的 3 道附加题外，上交作业中含有自己另外设计的附加题目，有附加奖励。题目试对下面描述的问题进行 5000 个中子，250 次循环的临界计算。1如下图所示，中间黑色部分为 Pu 239(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: 15.8g/ccU: 18.8g/cc含量 ：238 99。2745 235 0.722如下图所示，中间黑色部分为 Pu 239(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: 15.8g/ccU: 18.8g/cc原子百分比 ：238 99.2745 235 0.723. Exercise 3 is a bare (unreflected) UO2F2 solution cylinder.The weight percent of 235U in the uranium is 4.89 %. The solution has a radius of 20.12 cm and a height of 100.0 cm. An aluminum tank with a thickness of 0.1587 cm on the sides and bottom, and a height of 110.0 cm contains the solution. There is no lid on the tank. The region from the top of the solution to the top of the aluminum tank is void. The data for this problem follows:溶液密度：0.096586 atoms/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， U238 2.0909e-3U235 1.0889e-4初始燃料源位置（0 0 50）南华大学核科学技术学院 2006 级课程设计（报告）4Exercise 4 consists of two identical U(93.4)O2F2 solution cylinders inside a water tank. Assume the water reflector density is 1 g/cc and has a minimum thickness of 20 cm except on one side of the first cylinder where the thickness is only 10 cm. The height of the water is at the top of the open aluminum containers. The data for this problem is:初始燃料源位置：（0 0 35），（ 17 0 35）南华大学核科学技术学院 2006 级课程设计（报告）5Exercise 5 is a 3x2 array of plutonium nitrate solution cylinders. Plutonium nitrate solution is contained in six stainless steel cylinders with a 10 cm surface separation between tanks. The data for this problem are:南华大学核科学技术学院 2006 级课程设计（报告）铁，铬，镍的同位素在材料中的原子百分比为：24050 7.195e-4 24052 1.38589e-224053 1.5713e-3 24054 3.903e-426056 3.704e-3 26056 5.80869e-2 26057 1.342e-3 26058 1.773e-428058 4.432e-3 28060 1.7069-328061 7.42-e5 28062 2.363e-4 28064 6.05e-5初始燃料源位置为：（0 0 19.62） （35.58 0 19.62） （71.16 0 19.62）（0 35.58 19.62）（35.58 35.58 19.62）（71.16 35.58 19.62）南华大学核科学技术学院 2006 级课程设计（报告）6Exercise 6 is a hexagonal array of seven open U(93.2% enrichment)O2F2 solution cylinders. The uranium-fluoride solution is contained in seven aluminum cylinders with a 7.60 cm surface separation between cylinders. There is 20 cm of water reflection below and radially about the cylinders. There is no water above the aluminum containers. The data for this problem are:初始燃料源位置：（0 0 11.7），（ -23.1 0 11.7），（23.1 0 11.7），（-11.55 20.0 11.7）（-11.5 -20.0 11.7），（11.55 20.0 11.7），（11.5 -20.0 11.7）南华大学核科学技术学院 2006 级课程设计（报告）附加题：1） 请试图描述出下列图形：相互垂直的燃料棒与控制棒几何参数及核材料参数由自己进行适当地选取（任意）南华大学核科学技术学院 2006 级课程设计（报告）2） 请试图描述出下列图形：长方体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）南华大学核科学技术学院 2006 级课程设计（报告）南华大学核科学技术学院 2006 级课程设计（报告）3） 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南华大学核科学技术学院 2006 级课程设计（报告）布置几何参数及核材料参数由自己进行适当地选取（任意）南华大学核科学技术学院 2006 级课程设计（报告）附加题三请根据 IAEA 网站及相关核科学文献资料完成一种反应堆堆芯的燃料组件与控制棒的布置。燃料堆芯材料及尺寸等参数均按参考文献进行选取。请从下列反应堆堆型中任选南华大学核科学技术学院 2006 级课程设计（报告）取一种作为作业对象。A 压水反应堆B 沸水反应堆C 快中子反应堆（BN-350 ，BN-600）D 压管式重水反应堆E 研究型微型反应堆（SLOWPOKE-2 ，TRIGA， PULSE REACTOR）F 高温气冷堆（HTR-10）D 或其它反应堆要求：1） 按参考文献在作业中给原始图片及材料尺寸参数。2） 分别对燃料组件、堆芯、控制棒进行 PX 、PY、PZ 方向的截图，并将图片进行文体标号说明。3） 至少在堆内布置一根能上的控制棒，改变控制棒位置（控制棒入 、 、 、4012和 长度时）进行反应堆有效增殖系数。列出控制棒位置与 的关系表格。4 efk4） 附上输入文件 INP ，并对输入文件关键语句进行解释说明。示例图 1.南华大学核科学技术学院 2006 级课程设计（报告）图 2.燃料的几何形状图1和图2是本设计所参照的堆芯及燃料组件的形状。本设计是参照橡树岭实验室的关于高温气冷堆的参考文献Status of Preconceptual Design of the Advanced High-Temperature Reactor (AHTR)的形状以及数据进行设计的。本人没有完全按照参考文献中提供的堆芯形状进行设计，自己进行了一定的改变和加工，比如：没有在反应堆中添加冷却剂通道，不是所有的燃料层都是用燃料组件填充的等。另外本设计对堆芯的尺寸也做了一定的修改，选取了一些偏小的数据来进行的计算。具体设计如下：南华大学核科学技术学院 2006 级课程设计（报告）南华大学核科学技术学院 2006 级课程设计（报告）南华大学核科学技术学院 2006 级课程设计（报告）南华大学核科学技术学院 2006 级课程设计（报告）封面与目录示例南华大学核科学技术学院 2006 级课程设计（报告）课程设计(报告)题 目 基于 MCNP 的蒙特卡罗方法应用 -核燃料容器及燃料布置设计 学院名称 核科学技术学院 指导教师 于 涛 左国平 李小华 职 称 教授 讲 师 助 教 班 级 堆工 061 班 学 号 20064530101 学生姓名 张 舒 2009 年 7 月 2 日南华大学核科学技术学院 2006 级课程设计（报告）目 录概述.11 设计项目名称 .11.1 问题描述 .11.2 几何描述 .11.3 源描述 .21.4 其它数据说明 .