含β缓发中子先驱核的可裂变系统含时蒙特卡洛模拟

在核反应堆物理领域，瞬态现象通常使用确定性或混合方法研究。这些方法需要诸多近似，例如：几何、时间与能量离散化，材料均匀化，以及扩散条件假设等。在此背景下，蒙特卡洛模拟特别适于研究此类问题。在可裂变系统时空动力学中使用蒙特卡洛模拟所面临的挑战在于，瞬发与缓发中子发射涉及不同时间尺度，这意味着若采用类比蒙特卡洛模拟，所得结果会伴随较大方差。此外，在确定性与蒙特卡洛模拟中，缓发中子先驱核均被归并为 $6$ 或 $8$ 群结构，但现今并无充分理由维持此种归并。本工作中，我们首次将单个先驱核数据实现于蒙特卡洛模拟中，显式纳入与 $\beta$-缓发中子发射相关的时间依赖性。这是通过修改开源蒙特卡洛代码 OpenMC 实现的。在修改后的代码——含时 OpenMC 或 OpenMC(TD)——中，处理了源于 $\beta$ 衰变的缓发中子发射的时间依赖性问题。所用连续能量中子截面数据来自 JEFF-$3$.$1$.$1$ 库。单个先驱核数据取自 JEFF-$3$.$1$.$1$（累积产额）与 ENDF-B/VIII.$0$（缓发中子发射概率与缓发中子能谱）。OpenMC(TD) 在以下系统中进行了测试：i) 单能系统；ii) 能量相关非慢化系统，其中先驱核取单个或群结构；以及最后 iii) 轻水慢化能量相关系统，使用 $6$ 群、$50$ 与 $40$ 个单个先驱核。