棒状氢化锆慢化钍基熔盐堆中子学性能优化

作者：朱帆; 伍建辉; 陈金根^*; 蔡翔舟; 余呈刚; 崔德阳; 彭一鹏

来源：原子能科学技术, 2018, 52(09): 1656-1664.

• 氢化锆
• 钍基熔盐堆
• 钍铀转换
• 次锕系核素

氢化锆(ZrH)由于具有耐高温、抗辐照和慢化能力强等优点,是反应堆常用的慢化剂。本工作研究具有钍铀转换能自持运行和较低次锕系核素(MA)产量的ZrH慢化熔盐堆的堆芯物理设计方案。采用MOC程序分析了不同燃料盐对于启堆和增殖性能的影响,为提高钍铀转换性能,对堆芯结构和慢化棒设计进行了优化与分析。结果表明:当熔盐体积比处于0.50.9时,ZrH慢化剂可将临界所需要的233 U浓度降低至2%附近;采用含增殖层设计与FLi燃料盐装载的ZrH慢化熔盐堆,50a平均钍铀转换比(CR)可达到1.028;移动式ZrH慢化棒堆芯设计可实现38a的自持运行,且堆芯寿期末的MA产量比慢化棒不移动条件下采用FLi燃料盐和FLiBe燃料盐的MA产量分别减少约43%和8%,低于相同能量输出下石墨慢化熔盐堆的MA产量。

• 单位
  中国科学院; 中国科学院上海应用物理研究所; 中国科学院大学