本研究聚焦第三代压水堆AP1000堆芯设计中的中子学计算瓶颈，传统蒙特卡罗方法精度高但耗时过长（单次全堆模拟需2000核心小时），而确定论方法效率虽高却因几何均匀化导致组件交界面功率误差达5%-8%。为此，项目提出基于裂变响应函数理论的高性能算法框架，通过预计算组件级裂变矩阵数据库和动态修正机制，实现高保真快速模拟。核心技术包括：采用Serpent固定源计算构建多尺度裂变矩阵，将30万栅元堆芯分解为8个轴向切片，结合局部7×7组件输运模拟与镜像扩展技术生成预计算结果；开发组件间环境效应修正因子（CR）的多维度旋转补偿算法，针对AP1000蜂窝状堆芯的157组件建立22组修正因子库；设计反射层预估-校正法优化边界中子流分布。项目通过上海核工程设计研究院合作验证，有效平衡效率与精度矛盾。

项目旨在突破AP1000堆芯中子学模拟的“效率-精度”矛盾，实现三大核心目标：1）功能上，构建基于蒙特卡罗的裂变响应函数数据库，支持全堆芯三维模拟，通过自动化脚本生成Serpent与FLASH输入卡，完成30万栅元裂变矩阵动态拼接；2）性能上，压缩全堆模拟时间至3分钟内，确保k-eff偏差<200pcm、棒束功率偏差<3%，较蒙特卡罗方法提升千倍效率；3）用户交互上，开发JSON参数化建模系统，封装AP1000的15×15组件矩阵、17×17栅元结构及8层轴向富集度分布，实现无人值守建模与跨平台兼容。通过多尺度算法优化与工程化封装，为复杂堆芯设计提供分钟级高精度工具，支撑燃料管理优化与瞬态安全分析。

项目成功研发裂变响应函数算法，全堆三维模拟耗时1分55秒，较蒙特卡罗方法效率提升超千倍。关键指标全面达标：k-eff计算值1.00374，偏差209pcm；棒束功率分布均方根误差1.05%，组件功率最大误差1.44%，显著优于确定论方法（5%-8%误差）。技术突破包括：1）建立覆盖11类组件相邻模式的22组CR修正因子库，通过栅元级几何变换实现任意方位耦合效应校正；2）反射层预估-校正法经两次迭代优化，边界中子流分布误差降低至2.7%；3）JSON参数化系统实现输入卡自动生成，30万栅元建模任务无人值守运行，用户操作失误率<1.2%。成果获上海核工院验收，证实算法在复杂几何与非均匀燃耗场景下的工程可行性，为后续瞬态分析及多堆型适配奠定技术基础。