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在核反应堆多物理过程耦合计算中,需要考虑因燃料棒和慢化剂温度变化而导致的多普勒效应。核反应堆从零功率启动到满功率过程中,燃料棒温度从300K变化到1000K左右,慢化剂温度从300K变化到600K左右。温度的变化将引起原子核反应截面值的变化,从而影响反应堆反应性的变化。根据文献提供的研究结果,二氧化铀燃料的多普勒系数在-1.0～-5.0pcm/K之间。近年来,随着计算机性能的不断提升,蒙特卡罗方法用于核反应堆全堆芯模拟成为可能。然而,蒙特卡罗方法用于核反应堆全堆芯计算存在许多挑战,其中关键的难点是因燃料棒和慢化剂温度变化而导致的多普勒效应。众所周知,蒙特卡罗方法在输运计算之前需要给定模型材料所对应的温度截面参数,通常采用NJOY程序加工蒙特卡罗计算所需截面。在反应堆满功率运行过程中,不同燃料区的温度差异比较大,需要产生许多不同温度下ACE截面文件才能进行真实的核反应全堆芯模拟。如果采用NJOY程序实时加工制作多温截面,则计算截面的时间很长,工程应用很难承受。面对这一挑战,不少学者开展了中子截面在线多普勒展宽算法研究。粗略归纳有三种办法进行中子截面在线多普勒展宽计算。第一种,对某些特定的核素,在蒙特卡罗模拟前,预先加工不同温度点的截面,得到一个多温截面库。输运计算时,通过线性插值得到实际温度点的截面数据。这种方法早期用得较多,其优点是计算效率较高,由于插值本身要损失一定精度,且内存占用较大,目前已很少使用;第二种办法就是利用“零”温截面,通过多普勒展宽实时计算多温截面,由于不同温度、不同能量点都需要实时计算,会增加很多计算量;第三种办法,是通过拟合方法求出实际的温度截面,这种方法比实时计算效率高,通过与NJOY程序产生的同温截面比较,截面精度能满足要求,而计算时间要少很多。目前,利用“零”温截面,通过拟合方法求多温截面被认为是实时在线多普勒展宽最高效的方法,已在MCNP6等程序中得到应用。JMCT程序是由中物院高性能数值模拟软件中心粒子输运团队自主开发的三维中子、光子、电子及其耦合输运蒙特卡罗程序。目前,已实现输运-燃耗耦合计算,下一步将与热工进行耦合,用于数值反应堆多物理耦合模拟。根据前期调研工作,本论文重点介绍几种成熟的在线多普勒展宽方法,从中选择误差小、计算效率高的算法,在JMCT上实现并检验。