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摘要
为满足小区域供电需求,提出了一种热功率为100 MWt的小型熔盐堆的堆芯概念设计。该设计通过调整堆芯燃料初始装载量,使得反应堆在不添料的条件下可满功率运行1 250 d,然后在寿期末进行燃料批处理。针对这种长换料周期的燃耗特性和燃料盐的特点,对该堆在运行期间主回路的放射性核素产量及其来源进行了分析。通过三维蒙特卡罗运输程序的计算软件KENOVI和燃耗分析模块Origen-S,对主回路放射性产物的积存量以及中子能谱等中子学参数进行了分析。结果表明:寿期末该反应堆中放射性活度约为7.36×1018Bq,其中锕系核素的总活度约为1.47×1018Bq,裂变产物的总活度为5.89×1018Bq。裂变产物中惰性气体、碘的同位素及易挥发裂变金属分别为7.35×1017Bq、9.56×1017Bq、8.17×1017Bq;锕系核素239Np同位素占绝大多数,约占锕系核素放射性总量的98%,也是堆运行过程中放射性最大的核素。本文结果可以为小型熔盐堆的反应堆放射性安全管理、燃料后处理以及辐射防护设计提供参考。
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