传统核数据库与高能核数据库对ADS中MA核素嬗变物理参数的影响

郭和伟，陈 伟，张信一，江新标，陈立新，张 良，马腾跃，王立鹏

（1.西安交通大学 核科学与技术学院，西安710049；2.西北核技术研究所，西安710024；3.强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室，西安710024）

加速器驱动次临界系统（accelerator driven sub－critical system，ADS）主要由强流质子加速器、散裂靶组件和次临界堆芯组成，可提供高通量的快中子，长寿命核素嬗变能力强，是次锕系核素（MA）理想的长寿命放射性废物焚烧炉，可大幅降低核废料的放射性危害，是未来最有可能实现工业化嬗变核废料的装置［1－2］。

目前，国内外利用0～20MeV的传统核数据库对ADS堆芯设计开展了大量研究，但是利用20MeV以上高能核数据库对ADS堆芯设计的应用研究鲜有报道。本文以热功率为1 000MW 的ADS堆芯［3］为研究对象，利用传统核数据库和高能核数据库数据对比计算了ADS堆芯燃耗及嬗变率的变化情况，为堆芯设计方案提供技术基础。

1 耦合燃耗计算方法及验证

本文采用的耦合燃耗计算方法为MCNP＋ORIGEN2［4］方法，即利用 MCNP程序的计算结果作为ORIGEN2程序的输入参数，并将ORIGEN2程序的计算结果重新作为MCNP程序的输入参数，如此循环，直至预定的运行时间为止。利用此计算方法可以得到不同运行时间步长下，燃料核子数的变化情况，最终得到燃料质量及整个堆芯材料的嬗变情况。在西安脉冲反应堆及医用中子照射器堆型的设计中，此方法得到了很好应用［5－6］，但在计算有外源ADS的燃耗keff，s、质子束流强度Ip及嬗变参数时，此方法的可靠性需要重新验证。本文采用IAEA发布的ADS基准题［7］对该耦合燃耗计算方法进行验证。……