小型模块化熔盐堆钍利用方案

作者：李晓晓; 伍建辉; 余呈刚; 邹春燕; 蔡翔舟; 陈金根

来源：原子核物理评论, 2017, 34(03): 672-676.

• 熔盐堆
• 加料
• 钍利用
• 放射性毒性

钍基熔盐堆(Thorium Molten Salt Reactor,TMSR)核能系统先导专项的研究目标是研发第四代裂变反应堆核能系统(即钍基熔盐堆)。为充分利用液态燃料熔盐堆的在线添料与在线燃料处理的优势,同时考虑熔盐堆的快速部署,TMSR先导专项部署了小型模块化熔盐堆。考虑燃料处理技术现状及其可能的发展方向,小型模块化熔盐堆钍利用方案采用"三步走"战略。第一阶段采用在线加料与离线处理,实现钍的成规模利用;第二阶段采用在线加料和在线处理(U)与离线处理(MA)的结合,实现钍的高效利用;第三阶段采用在线加料及在线处理全部重金属,实现钍的自持增殖利用。随着"三步走"战略的逐步实施,钍铀燃料循环模式及后处理性能稳步提高,重金属利用率得到明显改善,同时有效降低了卸料毒性。考虑燃料许可容易度和建堆时间,首先为钍利用方案第一阶段布置了三种可能的启堆燃料,分别为低富集铀、低富集铀加钍和~(233)U加钍。计算结果显示:以低富集铀启堆时,燃料循环性能与水堆相当;以~(233)U启堆时,燃料利用率明显高于水堆,且其放射性毒性比水堆低约2个数量级。

• 单位
  中国科学院大学; 中国科学院上海应用物理研究所