[发明专利]基于离散化空间能谱响应矩阵的精准中子能谱调控方法

说明书

本发明公开了一种基于离散化空间能谱响应矩阵的精准中子能谱调控方法，首先建立中子调控响应矩阵库，在进行具体调控时，根据调控目标确定调控模块布置方案，基于响应矩阵库快速获取该方案下中子能谱分布情况，与调控目标进行对比，通过调整调控模块布置方案获取目标能谱分布；进行输运计算，得到精确的能谱分布，与调控目标进行对比，若相差较大，再次进行迭代设计，直到输运计算的精确能谱分布与调控目标差距小于预设值，获得该目标中子能谱所需的调控方案。本发明解决了传统调控方法依赖人工经验反复迭代试错，难以精准构建满足工程与实验要求中子能谱的问题，实现了中子能谱的高效精准定制，促进了先进核能系统研发及核技术交叉应用研究。

技术领域

本发明涉及一种精准中子能谱调控方法。

背景技术

先进核能系统中中子能谱分布复杂多样，传统的中子源装置如加速器型聚变中子源、散裂中子源、电子直线加速器中子源、离子加速器中子源、裂变反应堆等产生的聚变中子能谱、散裂中子能谱、裂变中子能谱等不能够覆盖先进核能系统涉及的中子能谱，给先进核能系统的研究和发展带来较大的阻碍。

为了产生适合于先进核能系统的中子能谱，需要发展高效的中子能谱调控技术，从源中子能谱及目标中子能谱出发，确定调控模块的几何、材料参数以及布置方案。目前多通过正向调控的方式来产生接近目标的中子能谱，该方法通过正向调整调控模块来获取尽量接近目标能谱的能谱，但是存在设计耗时、仅能够生成特定种类能谱等问题，因此有必要发展一套能够实现中子能谱的高效精准定制的中子能谱调控技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于离散化空间能谱响应矩阵的精准中子能谱调控方法，以解决现有技术难以精确调控产生指定中子能谱的难题。

为此，本发明提供了一种基于离散化空间能谱响应矩阵的精准中子能谱调控方法，该方法包括以下步骤：步骤一：建立中子调控模块的响应矩阵库，包含不同能量入射中子穿过不同调控模块后的中子能谱分布信息；步骤二：根据源中子能谱信息和目标中子能谱信息确认初步的调控模块布置方案；步骤三：根据响应矩阵库获取该布置方案下出射中子能谱；步骤四：将出射中子能谱与目标中子能谱进行比较，若二者差距大于预设值delta1，则优化调控模块布置方案，直到出射中子能谱与目标中子能谱差距小于预设值delta1；步骤五：根据上述调控模块布置方案建立中子输运模型，进行中子输运计算，获得该布置方案下的精确的出射中子能谱，即计算能谱；以及步骤六：将计算能谱与目标能谱进行比较，若认定二者差距小于预设值delta2，则将该布置方案作为最终布置方案，若认定二者差距大于预设值delta2，则将计算能谱作为源中子能谱，返回步骤二进行迭代计算，直到获得最终布置方案。

本发明有以下技术效果：

(1)本发明的进行中子能谱逆向调控，从目标中子能谱出发，逆向推导出调控模块的布置分布，可以实现中子能谱的高效精准定制。

(2)根据调控模块几何、物理特性和源中子能谱，建立起调控响应矩阵库，基于响应矩阵库进行快速调控方案设计；通过蒙特卡罗中子输运计算获取的精确中子能谱进行确认优化，实现高效精确的中子调控方案设计。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为根据本发明的基于离散化空间能谱响应矩阵的精准中子能谱调控方法的流程图；以及

图2示出了基于强流氘氚中子源实验装置产生14.06MeV中子进行调控所需产生的铅基裂变反应堆中子能谱。

具体实施方式