[发明专利]一种基于微扰优化的中子能谱逆向精准调控方法

说明书

本发明公开了一种基于微扰优化的中子能谱逆向精准调控方法，包括以下步骤：建立初始调控模型；基于所述初始调控模型进行正向中子输运计算，获得中子出射能谱以及各调控参数对中子出射能谱的各阶扰动系数；基于所述各阶扰动系数与目标出射能谱，建立逆向优化模型，利用优化算法进行多目标优化，获得针对目标出射能谱的调控方案；基于优化获得的调控方案，进行正向输运计算，得到精确的能谱分布；以及将计算得到的精确能谱分布与目标中子能谱进行对比，判断二者差别是否小于预设容差，若不小于则进行迭代设计，从而获得所述目标中子能谱所需的调控方案。本发明能够实现高效、精确、任意的中子能谱调控。

技术领域

本发明涉及一种基于微扰优化的中子能谱逆向精准调控方法。

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了较大的阻碍。

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中子能谱逆向精准调控方法，从目标中子能谱出发，调整调控模块的布置，实现高效、精确、任意的中子能谱调控。

发明内容

为解决难以调控产生任意中子能谱的难题，本发明的目的在于提供一种基于微扰优化的中子能谱逆向精准调控方法，以高效、精确、任意的调控产生目标中子能谱。

为此，本发明提供了一种基于微扰优化的中子能谱逆向精准调控方法，包括以下步骤：根据源中子能谱和目标中子能谱建立初始调控模型；基于所述初始调控模型进行正向中子输运计算，获得中子出射能谱以及各调控参数对中子出射能谱的各阶扰动系数；基于所述各阶扰动系数与目标出射能谱，建立逆向优化模型，利用优化算法进行多目标优化，获得针对目标出射能谱的调控方案；基于优化获得的调控方案，进行正向输运计算，得到精确的能谱分布；以及将计算得到的精确能谱分布与目标中子能谱进行对比，判断二者是否一致，若不一致则进行迭代设计，直到计算得到的精确能谱分布与目标中子能谱一致，从而获得所述目标中子能谱所需的调控方案。

本发明的优点在于：

(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，可以产生任意能量分布的中子源。

(2)根据调控目标，建立初步调控方案并进行正向输运计算，获得出射能谱分布以及各调控参数对出射能谱的扰动系数，利用多目标优化方法获取最佳调控方案；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为根据本发明的中子能谱逆向精准调控方法的流程图；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

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。