几何特征参数对四叶形花瓣螺旋燃料棒中子行为影响研究
来源：核动力工程杂志2025年第4期北京时间：
作者：车勋建, 杜德平, 王金成, 李石磊, 孟祥飞, 孙建闯, 蔡伟华
单位：1.东北电力大学能源与动力工程学院，吉林吉林，132012；2.中广核研究院有限公司，广东深圳，518031；
摘要：为弥补四叶形花瓣螺旋燃料棒（FPHF）在中子学计算上的不足，进一步确定FPHF几何特征对其中子行为的影响，本文采用DAG-OpenMC构建了FPHF的精确中子学计算模型。从燃料棒直径、截面形状以及螺旋角三个方面研究了FPHF几何特征对中子行为的影响。燃料棒直径取值为3.5、6.3 mm以及9.5 mm；内凹弧与外凸弧比值的取值范围为[0.1, 3.0]；螺旋角取值为[360°, 1080°]。结果表明，燃料棒直径从3.5 mm增大至9.5 mm时，FPHF的径向功率峰因子增大了5.15%，中子注量率分布的不均匀程度增加；内凹弧与外凸弧比值从0.1增大至3.0时，裂变反应速率<i>R</i><sub>f</sub>降低了0.19%，有效增殖系数<i>k</i><sub>eff</sub>下降了441.5pcm（1pcm=10<sup>–5</sup>）；螺旋角对燃料棒的慢化效应以及径向注量率分布的影响可以忽略不计。因此，除燃料棒的螺旋角外，本文研究的燃料棒直径与截面形状对FPHF的中子学特征均有明显影响。
关键词：四叶形花瓣螺旋燃料棒（FPHF）, 中子学特性, DAG-OpenMC
基金资助：国家自然科学基金（52306227）；东北电力大学博士科研启动基金（BSJXM-2023206）
