maxb917的个人博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/maxb917

博文

反应堆物理是干什么的?

已有 8650 次阅读 2016-9-1 23:15 |个人分类:教学科研心得|系统分类:教学心得

很早就想就反应堆物理的话题做些科普工作了,但一直由于种种原因没能开始,那就从今天开始吧。


   反应堆物理主要研究反应堆内大量中子的统计行为,研究的主要目是为了解决反应堆工程中的实际问题。既然研究反应堆内大量中子的统计行为,很多学物理的同学和老师都说,这肯定需要用到统计学相关知识,但实际情况并不是这样的。在物理学中,描述大量粒子的统计行为的方程是波尔兹曼方程,该方程可以精确描述粒子的统计行为。下面的问题就变成怎样去求解波尔兹曼方程的问题了,在反应堆物理中,就是求解中子输运方程。当然在辐射屏蔽问题中求解也是输运方程,不同的是要同时考虑中子和光子两种粒子的输运。

   中子输运方程的严格求解通常是不可能实现的,原因是中子在堆内的行为与中子截面,中子运动方向,中子能量,时间,中子的位置等多种因素有关,非常复杂。目前求解中子输运方程的方法主要有两种:一种是确定论方法,一种是蒙特卡罗方法,两种方法各有优缺点。确定论方法的优点是计算速度快,计算结果相对精确。相对精确的意思是:确定方法中引入了很多近似假设,这些近似假设使得确定论方法往往能针对不同的反应堆问题,抓住问题的主要特点去针对性的解决反应堆问题,近似包括对中子能量采用分群方法近,空间几何也可采用规则几何近似,中子运动方向可以采用各向同性近似等。这些近似的处理,保证了确定论方法可以有比较好的计算效率即计算速度更快些。反应堆物理中的蒙特卡罗方法,目前主流采用连续点截面,尽可能的降低了对中子能量的近似,另外这种方法的另外一个重要优点是在几何描述上,基本上可以表述任意形状的几何,但在中子运动方向上往往还是要采用近似处理,其缺点是模拟需要跟踪大量中子,需要的计算时间和计算资源要多。

   其实从工程的角度讲,核电运营公司是不关心反应堆物理中的计算方法,他们往往会认为,某种方法主要能满足工程设计需要就行了,这里的工程设计需要主要指计算精度和计算效率。

   反应堆物理与整个核工业的其它相关学科,比如核材料,反应堆热工,反应堆安全都有密切关系。可以说反应堆物理的相关基础知识也是这些学科的基础。

   具体核工程中反应堆物理要解决的问题及反应堆物理的解决办法,我们下次再讨论吧




https://blog.sciencenet.cn/blog-612445-1000251.html

上一篇:2016年反应堆物理会议闭幕
下一篇:西湖高等研究院之我见
收藏 IP: 221.218.214.*| 热度|

2 魏焱明 aliala

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (0 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-12-12 15:46

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部