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蒙特卡罗减方差方法研究及其在聚变反应堆中的应用

发布时间:2025-05-20 03:43
  中国聚变工程试验堆(CFETR)的相关中子学计算的需求日益增长,其中包括高分辨率、高计算强度的辐射输运计算和停堆剂量率计算。在大型和复杂的反应堆几何形状中,屏蔽材料加速了中子的衰减,使得很少的初始源粒子离开真空容器输运到远离等离子体源的空间网格中。减方差方法作为一种有效的解决方法,可以偏倚模拟输运的概率,而在感兴趣的区域中发生更多的采样事件。在中子输运的深穿透屏蔽计算中,以一维CFETR平板模型作为深穿透屏蔽计算实例,分别应用了几何分裂与轮盘赌、强迫碰撞、权窗等减方差技巧,对各种减方差技巧应用过程中遇到的如中子平分布问题,全零权窗等问题,进行了分析总结,并在此基础上提出了针对深穿透问题的新的解决思路。通过不同方法的分析和组合,获得了权窗和指数变换的最佳组合,使计算效率加速了 162倍。然而,局部减方差方法难以处理全局的方差减少问题。全局减方差方法是全局蒙特卡罗粒子输运问题的有效解决途径。该方法使用相关的中子信息构建偏倚参数。在本文中,开发并应用了全局减方差程序。柱状CFETR模型用于比较各种形式的全局减方差方法。结果表明,基于通量的全局减方差方法可以使模型各处得到更可靠的统计结果,计算效...

【文章页数】:94 页

【学位级别】:硕士

【部分图文】:

图1.1能源领域的二氧化碳排放量(Ferr^ndezLP,2016)??据国际能源署介绍,到2040年,能源需求预计每年将增长1%左右

图1.1能源领域的二氧化碳排放量(Ferr^ndezLP,2016)??据国际能源署介绍,到2040年,能源需求预计每年将增长1%左右

第1章绪论??求??源需求的增长需要能源生产的可持续发展,以减轻对环境的暖所采取的行动,2010年召开的联合国气候变化大会中,有1了将全球平均气温上升保持在2<)C以内的长期目标。然而,201求将增长近三分之一。这些能源需求与二氧化碳排放量紧密相是人类活动所释放的主要温室气体。同....


图1.2?D-D和D-T聚变反应的反应截面(Davis?A,?2010)??

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?(1.2)??D-T反应具有比D-D反应更大的反应截面,因此对于聚变发电更具有吸引??力。从图1.2可以看出,在可以使用的能量范围内,D-T聚变融合的截面比D-D??融合的截面大了约2个数量级。由于较大的Q值和较大的反应截面,D-T聚变??2??


图1.3托卡马克中的磁体结构(Davis?A.?2010)??

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托卡马克(Tokamaks)是世界上具有最长约束时间的磁约束聚变??装置。“托卡马克”一词是源自俄语“丁01'0咖丨’113>^1^11^3乂11^11^11>^111^11511]<^11,??ToKawaK”,其意为带有磁性线圈的环形室。如图1.3所示,托卡马克有许多基本??....


图2.丨蒙特卡罗方法中的精度和准确性(Chan?V,2013)??

图2.丨蒙特卡罗方法中的精度和准确性(Chan?V,2013)??

?的统计波动引起的不确定性或误差,是指结果的精度。准确度(Accuracy)是衡??量样本平均值(f)逼近真实均值的度量。两者之间的区别见图2.1。??Accuran*??..\????/??Pr*Kisk?n???V??True?'?akte?Moale?Carlo?Ressi....



本文编号:4046794

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